具体描述
好的，这是一本关于经典热力学以外领域图书的详细简介，旨在避免任何与“经典热力学”直接相关的描述，同时内容详实，不带有人工智能生成的痕迹。 --- 《深入量子场论：从基本原理到前沿应用》 内容简介： 本书旨在为寻求理解现代物理学核心框架的读者提供一套全面而深入的导览，聚焦于量子场论（Quantum Field Theory, QFT）这一描述微观粒子及其相互作用的基本理论。本书的编写严格遵循理论物理学的严谨性，同时注重概念的清晰阐释与数学工具的系统构建。 第一部分：量子力学的遗留问题与量子化的迫切性 本书首先回顾了非相对论性量子力学（Quantum Mechanics, QM）的局限性。虽然QM在处理束缚态问题上取得了巨大成功，但它在面对高速运动的粒子（即相对论效应显著的体系）以及粒子产生和湮灭现象时显得捉襟见肘。我们详细分析了狭义相对论与量子力学的内在矛盾，特别是对粒子数守恒的挑战。 在此基础上，本书引入了“量子化”的必要性。我们不再将粒子视为基本的实体，而是转而研究场的量子化。场的概念被提升到核心地位，每一个基本粒子都被视为对应特定场的基本激发态（量子）。 第二部分：经典场论的复习与正则量子化 为构建量子场论，我们需要一个坚实的经典场论基础。本部分对经典场论进行了详尽的回顾，重点关注了拉格朗日密度形式——这是实现规范不变性和实现量子化的关键工具。我们深入探讨了欧拉-拉格朗日方程在场论中的应用，并详细推导了能量-动量张量，这是守恒荷和哈密顿量的基础。 随后，我们进入核心的“正则量子化”阶段。本书详细阐述了如何将经典场对时间和空间坐标的描述转化为算符形式。重点在于对玻色场（满足对易关系）和费米场（满足反对易关系）的处理。通过引入创建（creation）和湮灭（annihilation）算符，我们构建了粒子数的概念，并解释了真空态的定义——即所有湮灭算符作用于该态的结果为零的状态。 第三部分：相对论性量子场论的构建 本书随后将理论框架扩展到满足洛伦兹协变性的要求。我们首先研究了描述无自旋粒子的Klein-Gordon方程，并揭示了其在概率解释上遇到的困难（如负能态和负概率密度）。 紧接着，本书系统地介绍了描述自旋为1/2粒子的狄拉克方程。通过对狄拉克旋量和伽马矩阵的深入分析，我们成功地将相对论的要求与量子力学的原理结合起来，自然地导出了反粒子（如电子的反粒子——正电子）的存在性。本部分详尽地讲解了狄拉克空穴理论的物理图像及其对现代物理学的深远影响。 第四部分：相互作用、费曼图与微扰论 现实世界中的物理现象充满了相互作用。为了描述这些相互作用，我们引入了相互作用绘景，并使用了微扰论的方法。本书详细阐述了相互作用拉格朗日密度如何将理论分解为自由部分和相互作用部分。 核心内容之一是费曼规则的推导。我们从时间排序的关联函数（格林函数）出发，系统地构建了费曼图的每一步元素：传播子（propagators）、顶点因子（vertices）以及外部线。费曼图不仅仅是计算工具，它们提供了一种直观的图像，展示了粒子如何产生、传播和湮灭。 第五部分：重整化：处理无穷大的艺术与科学 微扰论计算在更高阶次时不可避免地导致无穷大。本书将重整化理论作为现代QFT的基石来处理这些数学上的障碍。我们首先介绍了“截断”和“裸量”的概念，随后深入讲解了如何通过系统的过程——重整化群（Renormalization Group, RG）——来吸收这些发散项，并将物理可观测量（如电子的质量和电荷）定义为“重整化后的”有限量。 本书详细区分了“可重整化”和“不可重整化”的理论，解释了为什么某些理论（如描述强相互作用的QCD）的重整化需要更精细的工具，而其他理论（如描述电磁相互作用的QED）在重整化方面更为直接。我们特别关注了“有效场论”的概念，它揭示了重整化在描述不同能标下的物理现象中的实用性。 第六部分：规范场论与标准模型的基石 本书的最后部分将焦点转向描述基本力的理论框架——规范场论。我们从局部规范不变性的要求出发，推导出了描述矢量场（规范玻色子）的动力学方程。我们详细分析了阿贝尔规范理论（QED的数学基础）以及非阿贝尔规范理论（如QCD和弱相互作用的基础）。 本书详细阐述了“自发对称性破缺”的概念，特别是希格斯机制在赋予规范玻色子质量方面的关键作用。通过对这些现代工具的掌握，读者将能够理解粒子物理学标准模型（Standard Model）的理论结构及其预测能力。 目标读者： 本书适用于具有扎实的经典力学、电动力学、狭义相对论以及非相对论量子力学基础的研究生和高年级本科生。它不依赖于任何特定的热力学概念，而是完全专注于量子现象的微观、相对论性描述。阅读本书需要读者具备成熟的数学分析和抽象思维能力。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 onlinetoolsland.com All Rights Reserved. 本本书屋 版权所有