Yorikiyo+Nagashima

本書是由日本大阪大學(xué)Y.Nagashima教授所著的基本粒子物理學(xué)兩卷集中的第二卷，其第一卷出版于2010年，副標(biāo)題為“量子場論和粒子”。這個(gè)第二卷出版于2013年，副標(biāo)題為“標(biāo)準(zhǔn)模型基礎(chǔ)”。

粒子物理學(xué)一直是我們對(duì)于最小尺度物質(zhì)終極結(jié)構(gòu)研究的前沿，但隨著技術(shù)的進(jìn)步和研究的進(jìn)展，粒子物理本身現(xiàn)在已經(jīng)拓展到研究宇宙的結(jié)構(gòu)和發(fā)展歷史，成功地把極小尺度與極大尺度連接在一起，成為了一個(gè)快速發(fā)展的巨大研究領(lǐng)域。要掌握它，通常不得不追隨研究的進(jìn)展去讀各種主題的不同著作，內(nèi)容涉及粒子物理學(xué)的歷史背景、基本的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、量子場論、數(shù)學(xué)概念、理論模型以及宇宙學(xué)的大量概念等。本書作者嘗試把粒子物理的全部理論和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的大部分論題納入到一套著作中，系統(tǒng)而全面地介紹近幾十年來粒子物理取得的巨大進(jìn)展。

標(biāo)準(zhǔn)模型（SM）是電弱相互作用與量子色動(dòng)力學(xué)（QCD）的一種統(tǒng)一理論，從20世紀(jì)60年代創(chuàng)立開始，迄今已經(jīng)取得了極大成功，至少在原則上解釋了所有已知的現(xiàn)象。它的基本概念超出了粒子物理范圍，已經(jīng)成為宇宙學(xué)、原子核理論以及某些凝聚態(tài)物理的核心。本書解釋了SM的基本概念和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。作者在第一卷中詳細(xì)地闡述了量子場論，為粒子物理的深入研究做好了充分的準(zhǔn)備，并揭示了SM在歷史上是如何形成的。盡管第二卷可以看作是第一卷的后續(xù)，但實(shí)際上除了一些基本公式偶然需要參考第一卷之外，它自成一個(gè)體系。

所有的重要概念和截面公式都從第一原理以自成體系的方式推導(dǎo)出來。讀者如果具有本書第一卷中給出的場論知識(shí)，應(yīng)當(dāng)能夠自己推導(dǎo)出在第二卷中給出的所有除包含高階修正之外的公式。而對(duì)于高階過程，除了必須重新生成精確的 Z共振峰數(shù)據(jù)之外，都只給出了定性的討論。對(duì)于理解一些特殊過程的方程式所必須的數(shù)學(xué)公式和工具在附錄中給予補(bǔ)充介紹。

本書沒有討論重夸克衰變、微物理問題、以及必須非微擾處理的所謂的軟過程等。此外，對(duì)于超出SM的問題本書完全沒有提及。作者準(zhǔn)備將它們作為本書第三卷的主要內(nèi)容。

本書（卷2）內(nèi)容分成兩大部分，共11章。第一部分為電弱動(dòng)力學(xué)，含第1-6章：1. 標(biāo)準(zhǔn)模型；2.中性流；3.W粒子；4. Z共振峰物理；5. 電弱理論的精確檢驗(yàn)；6. CKM矩陣。第二部分為QCD動(dòng)力學(xué)，含第7-11章：7. QCD；8. 深度非彈性散射；9. 噴注和碎裂；10. 膠子； 11. 強(qiáng)子反應(yīng)中的噴注。書末給出了12個(gè)附錄，對(duì)于正文中的一些較為困難而又十分重要的數(shù)學(xué)細(xì)節(jié)作了補(bǔ)充介紹。

本書對(duì)于粒子物理專業(yè)的研究生是一部難得的教材。具有量子力學(xué)和狹義相對(duì)論基礎(chǔ)知識(shí)的讀者可以用本書作為自學(xué)粒子物理的很好的參考書。

丁亦兵，教授

（中國科學(xué)院大學(xué)）endprint