ebook Współczesna fizyka cząstek Mark Thomson

Name: Współczesna fizyka cząstek
SKU: 8E2C1BABEB
Price: 145.34 PLN
Availability: InStock
Author: Mark Thomson
ISBN: 9788301249403

Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania: 2026

Książka jest wyjątkową pozycją, która zawiera omówienie wszystkich aspektów współczesnej fizyki cząstek elementarnych – od elektrosłabego modelu standardowego po właściwości neutrin i bozonu Higgsa. Zaprezentowano tu kompleksowy i samodzielny opis modelu standardowego fizyki cząstek elementarnych, przeznaczony dla studentów kierunków ścisłych studiów licencjackich i magisterskich.

Teoria fizyczna została przedstawiona w prosty sposób, łącznie z matematycznym wyprowadzeniem krok po kroku. W pełni opracowane przykłady umożliwiają studentom powiązanie teorii matematycznej z wynikami współczesnych eksperymentów fizyki cząstek elementarnych. Zadania zamieszczone na końcach rozdziałów posortowane są według stopnia trudności i umożliwiają głębsze zrozumienie tematu. Wydanie 2 poprawione zawiera także uwagi zawarte w erracie Cambridge. Pełne wsparcie dydaktyczne, w tym rozwiązania do zadań zamieszczonych w książce, dostępne jest na stronie internetowej: cambridge.org/MPP.

Książka prof. Marka Thomsona z Uniwersytetu Cambridge to pozycja obowiązkowa dla każdego, kto chce zrozumieć strukturę materii na poziomie fundamentalnym, w szczególności dla studentów fizyki oraz nauk ścisłych i technicznych.

Spis treści ebooka Współczesna fizyka cząstek

Przedmowa XIII
Podziękowania XVI

1. Wstęp 1
1.1. Model standardowy fizyki cząstek elementarnych 1
1.2. Oddziaływanie cząstek z materią 13
1.3. Eksperymenty w wielkim zderzaczu 22
1.4. Pomiary w akceleratorach cząstek 26
Podsumowanie 28
Zadania 28

2. Podstawowe pojęcia 31
2.1. Jednostki stosowane w fizyce cząstek 31
2.2. Szczególna teoria względności 34
2.3. Nierelatywistyczna mechanika kwantowa 41
Podsumowanie 55
Zadania 56

3. Szybkości rozpadu i przekroje czynne 59
3.1. Złota reguła Fermiego 59
3.2. Przestrzeń fazowa i normalizacja funkcji falowej 61
3.3. Rozpady cząstek 67
3.4. Przekroje czynne na oddziaływania. 70
3.5. Różniczkowy przekrój czynny 74
Podsumowanie 79
Zadania 80

4. Równanie Diraca 82
4.1. Równanie Kleina-Gordona 82
4.2. Równanie Diraca 84
4.3. Gęstość prawdopodobieństwa i prąd prawdopodobieństwa 87
4.4. *Spin i równanie Diraca 88
4.5. Forma kowariantna równania Diraca 91
4.6. Rozwiązania równania Diraca 94
4.7. Antycząstki 98
4.8. Stany spinu i skrętności 106
4.9. Wewnętrzna parzystość fermionów Diraca 110
Podsumowanie 113
Zadania 114

5. Oddziaływanie poprzez wymianę cząstek 116
5.1. Rachunek zaburzeń pierwszego i drugiego rzędu 116
5.2. Diagramy Feynmana i cząstki wirtualne 121
5.3. Wprowadzenie do QED 123
5.4. Reguły Feynmana dla QED 126
Podsumowanie 129
Zadania 130

6. Anihilacja elektron–pozyton 131
6.1. Obliczenia w rachunku zaburzeń 131
6.2. Anihilacja elektron–pozyton 133
6.3. Spin w anihilacji elektron–pozyton 142
6.4. Chiralność 143
6.5. *Obliczenia metodą śladów 147
Podsumowanie 159
Zadania 160

7. Rozpraszanie elastyczne elektron–proton 163
7.1. Badanie struktury protonu 163
7.2. Rozpraszanie Rutherforda i Motta 164
7.3. Czynnik kształtu 169
7.4. Relatywistyczne rozpraszanie elastyczne elektron–proton 171
7.5. Równanie Rosenblutha 175
Podsumowanie 179
Zadania 180

8. Rozpraszanie głęboko nieelastyczne 182
8.1. Rozpraszanie nieelastyczne elektron–proton 182
8.2. Rozpraszanie głęboko nieelastyczne 188
8.3. Rozpraszanie elektron–kwark 190
8.4. Model kwarkowo-partonowy 194
8.5. Rozpraszanie elektron–proton w zderzaczu HERA 204
8.6. Pomiary funkcji rozkładu partonów 207
Podsumowanie 208
Zadania 209

9. Symetrie i model kwarków 211
9.1. Symetrie w mechanice kwantowej 211
9.2. Symetria zapachu 215
9.3. Łączenie kwarków w bariony 219
9.4. Funkcje falowe barionów w stanie podstawowym 223
9.5. Izospinowa reprezentacja antykwarków 225
9.6. Symetria zapachu SU(3) 227
Podsumowanie 243
9.7. *Uzupełnienie: inne spojrzenie na symetrię zapachu 243
Zadania 244

10. Chromodynamika kwantowa (QCD) 246
10.1. Lokalna zasada cechowania 246
10.2. Kolor w QCD 249
10.3. Gluony 252
10.4. Uwięzienie koloru 253
10.5. Biegnąca stała sprzężenia αS i asymptotyczna swoboda 257
10.6. QCD w anihilacji elektron–pozyton 264
10.7. Współczynniki koloru 268
10.8. Ciężkie mezony i potencjał kolorowy w QCD 276
10.9. Zderzenia hadron–hadron 279
Podsumowanie 287
Zadania 288

11. Oddziaływanie słabe 290
11.1. Oddziaływanie słabe przez prądy naładowane 290
11.2. Parzystość 290
11.3. Struktura V–A oddziaływania słabego 295
11.4. Chiralna struktura oddziaływania słabego 298
11.5. Propagator bozonu W 300
11.6. Skrętność w rozpadzie pionu 303
11.7. Eksperymentalne dowody na sprzężenie V–A 308
Podsumowanie 308
Zadania 309

12. Słabe oddziaływanie leptonów 311
12.1. Uniwersalność leptonowa 311
12.2. Rozpraszanie neutrin 313
12.3. Eksperymenty z rozpraszaniem neutrin 323
12.4. Funkcje struktury w oddziaływaniach neutrin 326
12.5. Rozpraszanie elektron–proton przez prądy naładowane 328
Podsumowanie 331
Zadania 332

13. Neutrina i oscylacje neutrin 333
13.1. Zapachy neutrin 333
13.2. Neutrina słoneczne 335
13.3. Masowe i słabe stany własne 341
13.4. Oscylacje neutrin o dwóch zapachach 343
13.5. Oscylacje neutrin z trzema zapachami 347
13.6. Eksperymenty badające oscylacje neutrin 356
13.7. Eksperymenty reaktorowe 358
13.8. Eksperymenty neutrinowe z długą linią bazową 363
13.9. Ogólny zarys 365
Podsumowanie 366
Zadania 367

14. Łamanie symetrii CP i słabe oddziaływania hadronowe 370
14.1. Łamanie symetrii CP we wczesnym Wszechświecie 370
14.2. Oddziaływania słabe kwarków 371
14.3. Macierz CKM 374
14.4. Układ neutralnego kaonu 377
14.5. Oscylacje dziwności 390
14.6. Fizyka mezonów B 401
14.7. Łamanie symetrii CP w Modelu Standardowym 409
Podsumowanie 411
Zadania 412

15. Unifikacja elektrosłaba 415
15.1. Właściwości bozonów W 415
15.2. Grupa cechowania oddziaływania słabego 421
15.3. Unifikacja elektrosłaba 425
15.4. Rozpady bozonu Z 431
Podsumowanie 433
Zadania 433

16. Testowanie Modelu Standardowego 435
16.1. Rezonans Z 435
16.2. Wielki zderzacz elektronów i pozytonów 441
16.3. Właściwości bozonu W 450
16.4. Poprawki pętlowe 456
16.5. Kwark górny 458
Podsumowanie 464
Zadania 465

17. Bozon Higgsa 468
17.1. Zasadność istnienia bozonu Higgsa 468
17.2. Lagranżjan w kwantowej teorii pola 469
17.3. Lokalna niezmienniczość cechowania 475
17.4. Masy cząstek 477
17.5. Mechanizm Higgsa 478
17.6. Właściwości bozonu Higgsa 496
17.7. Odkrycie bozonu Higgsa 499
Podsumowanie 503
17.8. *Uzupełnienie: masy neutrin 503
Zadania 506

18. Model standardowy i nie tylko 509
18.1. Model standardowy 509
18.2. Otwarte pytania w fizyce cząstek elementarnych 511
18.3. Posłowie 520

Dodatek A. Funkcja delta Diraca 522
A.1. Definicja funkcji delta Diraca 522
A.2. Transformata Fouriera funkcji delta 523
A.3. Funkcja delta funkcji 524

Dodatek B. Równanie Diraca 525
B.1. Moment magnetyczny fermionu Diraca 525
B.2. Kowariancja równania Diraca 528
B.3. Prąd czterowektorowy 530
Zadania 532

Dodatek C. Hadrony o małej masie 533

Dodatek D. Stany polaryzacji bozonu cechowania 536
D.1. Klasyczny elektromagnetyzm 536
D.2. Stany polaryzacji fotonu 538
D.3. Stany polaryzacji masywnych cząstek o spinie 1 539
D.4. Sumy po polaryzacjach 541

Dodatek E. Twierdzenie Noether 547
Zadanie 549

Dodatek F. Nieabelowa teoria cechowania 550

Bibliografia 556
Dalsza lektura 558
Skorowidz 560