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第一章 什么是基本粒子 1

第一节 历史上对基本粒子的看法 1

一、远古时期的物质要素 1

二、19世纪的物质元素 2

三、近代的基本粒子 2

第二节 现代的基本粒子 4

第三节 基本粒子的种类和相互转化 8

一、基本粒子的产生 9

二、基本粒子的分类 10

三、基本粒子的相互转化 13

四、奇异粒子 14

第四节 反粒子 17

一、反粒子的理论预言 17

二、正电子的发现 22

三、其他反粒子 23

第五节 暗物质 25

一、暗物质的具体形态 26

二、寻找暗物质 27

三、暗物质中的新粒子 27

第二章 对称性及守恒量 29

第一节 力学量随时间的变化和对称变换 29

一、力学量随时间的变化 29

二、对称变换 30

三、对称变换群 30

第二节 空间、时间的平移不变性和动量、能量守恒 31

一、空间平移对称性和动量守恒定律 31

二、时间平移对称性和能量守恒定律 33

第三节 转动对称性和角动量守恒定律 34

第四节 空间反射不变性和宇称守恒 35

一、反射算符？ 35

二、空间反射不变性和宇称守恒 36

三、算符的分类及标量、矢量的分类 36

四、弱作用下宇称不守恒 37

第五节 全同粒子交换对称性 37

一、交换不变性 37

二、交换对称性及守恒量 38

第六节 时间反演及其他对称性 38

一、时间反演的讨论 38

二、时间反演不变性的守恒量问题 41

三、其他对称性和守恒律 41

第七节 对称性和简并微扰 45

一、能级简并与对称性 45

二、对称性与微扰 46

第八节 超对称性和对称性的破缺 47

一、超对称性的对称原理 47

二、对称性的破缺及其动力学分析 48

第三章 基本粒子的相互作用 51

第一节 基本粒子相互作用的一般特性 51

第二节 强相互作用 54

一、核力的性质 55

二、核力的唯象理论 57

三、核力介子交换理论 59

四、散射振幅与相互作用势 63

第三节 电磁相互作用 64

一、原子核的电磁形状因子 65

二、核子的内部结构描述 67

三、部分子模型 69

四、EMC效应 74

五、正负电子对撞 76

第四节 弱相互作用 79

一、弱相互作用的基本性质 80

二、弱相互作用强度的唯象理论 85

三、弱相互作用中宇称不守恒 93

第五节 基本相互作用的统一 94

一、弱电统一理论 95

二、大统一理论（GUT理论） 98

第四章 强子结构的夸克模型 102

第一节 坂田模型 102

第二节 强子八重态 105

第三节 夸克模型 107

第四节 粲夸克的发现 108

第五节 重子和介子的夸克构成 111

第六节 夸克的“色” 113

第七节 夸克间的相互作用 114

一、强相互作用 114

二、电磁相互作用 115

三、弱相互作用 115

四、强子喷注 117

第八节 夸克和轻子 117

第九节 自由夸克的寻找 120

第十节 亚夸克模型 123

思考与练习 126

参考文献 128

附录 129

Ⅰ．群论简介 129

Ⅱ．狄拉克方程的解 136