相對論量子力學與量子場論

內容簡介

時代教育·國外高校優秀教材精選 相對論量子力學與量子場論 Relativistic Quantum Mechanics and Quantum Field Theory （影印版） （印）V德文納森(VDevanathan)著 機械工業出版社本書研究了單粒子相對論波動方程和量子場論的基本元素，全書共有11章和兩個附錄。在簡要介紹克萊因戈爾登（KleinGordon）方程之後，詳細討論了狄拉克（Dirac）方程，包括該方程的自由粒子解，討論了費曼（Feynman）的正電子理論，介紹了如何利用費曼圖來簡化量子電動力學中輻射與物質相互作用的計算。用威克（Wick）定理從S矩陣導出費曼圖表明，費曼的方法與另一種更為普遍的量子場論方法是等價的。本書還介紹了有關量子電動力學、標量場、狄拉克場、電磁場、場相互作用等內容。書的最後簡短討論了量子場論怎樣超越量子電動力學，從而涵蓋弱相互作用和強相互作用，以及怎樣導出基本粒子標準模型的理論形式。 本書每章都配有複習題、問題和題解，幫助學生理解本章的主要內容，檢查學生對所學內容的掌握情況。題解對每個問題都給出詳細的解答，方便學生自學和複習，這是其他教材所不具備的。 本書可作為高等學校物理專業學生的基礎教材，也可供有關專業教師、科研人員和工程技術人員的參考。 Originally published in English as RELATIVISTIC QUANTUM MECHANICS AND QUANTUM FIELD THEORY Authored by

目錄信息

前言Ⅲ

1緒論1

1 1薛丁格方程2

1 2克萊因 戈爾登方程3

1 3狄拉克方程5

1 4費曼的正電子理論11

1 5量子電動力學12

1 6量子場論13

複習題16

習題16

題解16

2狄拉克方程及其解21

2 1自由粒子解21

2 2正交和閉合的性質24

2 3投影算符26

2 4自旋態求和26

2 5費曼符號27

2 5 1正能態28

2 5 2負能態29

2 5 3自旋態求和33

2 6一致性檢驗34

2 7γ矩陣的代數35

2 8一個範例37

複習題38

習題38

題解39

3傳播子和費曼圖44

3 1傳播子44

3 1 1非相對論性薛丁格理論44

3 1 2相對論性狄拉克理論47

3 1 3動量表象49

3 1 4與電磁場的相互作用50

3 2躍遷振幅51

3 2 1一階矩陣元51

3 2 2二階矩陣元52

3 3費曼圖53

3 3 1時空表象53

3 3 2動量能量表象55

3 3 3量子電動力學的基本頂角函式56

複習題58目錄Ⅸ

習題58

題解58

4量子電動力學60

4 1盧瑟福散射60

4 1 1費米黃金法則64

4 2康普頓散射65

4 2 1運動學66

4 2 2躍遷矩陣元67

4 2 3躍遷幾率70

4 2 4末態密度72

4 2 5克萊因 仁科公式72

4 3電子 電子散射74

4 3 1求跡76

4 3 2動量坐標系的中心78

4 4電子 正電子散射80

4 5電子 正電子對湮滅成雙光子83

4 6軔致輻射87

4 6 1光子紅限90

4 7電子 正電子對產生91

4 8電子 正電子碰撞中的μ介子對產生92

4 8 1在強子產生中的套用96

複習題97

習題98

題解99

5輻射修正109

5 1電子自能109

5 2高階修正114

複習題117

習題118

題解119

6量子場論的基本要素123

6 1經典力學的簡要回顧124

6 1 1拉格朗日 哈密頓形式124

6 1 2經典場126

6 2場的量子化129

6 2 1薛丁格場130

6 2 2玻色子量子化132

6 2 3費米子量子化133

6 3相對論性場135

複習題137

習題138

題解138Ⅹ目錄

7標量場142

7 1單分量實場142

7 1 1場的傅立葉分解143

7 1 2標量場的量子化146

7 1 3基態和正規排序147

7 2復標量場148

7 2 1荷 流密度150

7 2 2粒子和反粒子152

7 3協變對易關係153

複習題156

習題156

題解157

8狄拉克場163

8 1狄拉克方程的平面波解164

8 2狄拉克場的拉格朗日密度166

8 3狄拉克場的傅立葉分解167

8 4狄拉克場的量子化169

8 4 1狄拉克場量的反對易子171

8 5協變的反對易關係172

複習題175

習題176

題解Ⅸ目錄176

9電磁場179

9 1麥克斯韋方程組180

9 2電磁場張量183

9 3電磁場量子化186

9 4古普塔 勃洛勒方法188

9 4 1不定度規算符η190

9 4 2洛倫茲條件191

複習題193

習題193

題解目錄194

10場之間的相互作用197

10 1朝永 施溫格方程198

10 2不變微擾理論199

10 3S矩陣202

10 4S矩陣的約化203

10 4 1正交積分解203

10 4 2威克時序積205

10 4 3威克收縮206

10 4 4威克定理208

10 5從S矩陣展開到費曼圖209

10 5 1與外電磁場的相互作用209

10 5 2S矩陣的二階項213

複習題215

習題216

題解216

11近期進展219

11 1重正化方案219

11 1 1正則化和重正化220

11 2規範場理論221

11 2 1電磁相互作用的規範場理論221

11 2 2 自發性對稱破缺224

11 3標準模型228

11 3 1最基本的基本粒子——費米子228

11 3 2力的媒介粒子——玻色子230

11 3 3希格斯玻色子230

11 3 4理論框架231

11 3 5標準模型的成與敗232

11 4引力相互作用233

11 5弦理論的誕生234

11 5 1能量及尺寸標度234

11 5 2弦的基本理論235

11 5 3開弦236

11 5 4閉弦238

11 6超弦理論目錄238

附錄A符號和記號表243

附錄B末態密度248

參考文獻251

索引253