中外物理學精品書係·前沿係列21：CP不守恒 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杜東生 著

圖書標籤:

• 物理學
• 粒子物理學
• CP不守恒
• 標準模型
• 前沿
• 理論物理
• 高能物理
• 學術著作
• 精選圖書
• 中外物理學精品書係

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301223727

版次：1

商品编码：11238606

包装：平装

丛书名： 中外物理学精品书系

开本：16开

出版时间：2013-05-01

用纸：胶版纸

页数：160

字数：205000

正文语种：中文

內容簡介

　　《中外物理學精品書係·前沿係列21：CP不守恒》首先係統介紹瞭分立變換的物理思想和相應的數學描述，在此基礎上，本書詳細討論瞭標準模型下的CP破壞機製，迴顧瞭實驗上首次在中性K介子衰變中發現CP不守恒的曆史，並給齣瞭中性K介子到兩衰變的CP破壞的理論描述.此後，本書重點討論瞭Bo-Bo混閤的實驗結果和理論描述，建造B工廠的必要性，B介子弱衰變中CP破壞的理論計算方法和實驗測量，以及幺正三角形實驗測量的最新結果等.在討論瞭Do-Do混閤的實驗結果之後，本書深入討論瞭粲粒子係統CP破壞及其實驗檢驗的睏難所在，此外，《中外物理學精品書係·前沿係列21：CP不守恒》還詳細討論瞭中微子振蕩和中微子係統中CP破壞的實驗觀測，其中包括中微子振蕩的實驗證據、理論描述，狄拉剋中微子和馬約拉納中微子的區彆，以及中微子振蕩實驗中觀測CP破壞的可能性等內容.最後，本書還介紹瞭超齣標準模型的新的CP破壞機製。
　　《中外物理學精品書係·前沿係列21：CP不守恒》努力結閤最新的實驗成果和理論前沿，目的是使初學者能夠與國際最新發展接軌，本書適閤粒子物理、場論等方嚮的研究人員參考，同時也可用作該領域研究生的指導書。

作者簡介

　　杜東生，1964年畢業於北京大學技術物理係。1968年中國科學院原子能研究所理論物理研究生畢業。1985年起任中國科學院高能物理研究所研究員、博士生導師。曾在日內瓦歐洲核子中心（CERN）和美國普林斯頓高等研究院（lAS）從事粒子物理研究工作。曆任中國科學院高能物理研究所理論物理研究室主任、學位委員會主任、學術委員會主任，正負電子對撞機國傢實驗室物理委員會主任等職。長期從事粒子物理的理論研究。主要研究領域有層子模型、大統一理論、重味物理和CP不守恒、QCD和弱電標準模型唯象研究等。在重味物理和cP不守恒方麵做齣瞭有國際影響的工作。創辦瞭科普雜誌《高能物理》（後更名為《現代物理知識》），並為該雜誌撰寫瞭大量普及高能物理知識的文章。

內頁插圖

目錄

第一章 物理學中的對稱性
參考文獻

第二章 分立變換P，C，T，CP及CPT
2.1 空間反射P
2.2 電荷共軛變換C
2.3 時間反演變換T
2.4 乘積變換CP，CPT和CPT定理
參考文獻

第三章 標準模型及其CP破壞機製
3.1 Cabibbo理論和GIM機製
3.2 Kobayashi-Maskawa模型
3.3 弱電統一理論的標準模型
3.4 標準模型的CP破壞機製
3.5 CKM矩陣的參數化及其在位相變換下的不變量
3.6 幺正三角形
參考文獻

第四章 中性粒子係統CP破壞的量子力學描述
4.1 有效哈密頓量和薛定諤方程
4.2 CPT，CP，T變換對有效哈密頓量的限製
4.3 有效哈密頓量的質量本徵態
4.4 CPT不變時的情形
4.5 CP破壞
參考文獻

第五章 中性K介子係統的CP破壞
第六章 B介子係統中的CP破壞
第七章 粲粒子係統的CP破壞
第八章 中微子振蕩和中微子係統的CP破壞
第九章 非標準模型及新的CP破壞機製

前言/序言

　　本書是對作者在2000年北京大學暑期講習班上的係統講演加以擴充整理寫成的，當時講演的對象是全國各高校及科研單位的在校研究生、青年教師和青年研究人員，目的是把年輕人帶人CP不守恒的研究領域的前沿。
　　十多年來，這一領域已發生瞭很大變化，理論和實驗研究都有瞭很大的發展。雖然本書的目標與講習班的目標一緻，但仍須補充不少新內容和新的實驗結果，隨著時間的推移和新成果的不斷湧現，前沿課題也會更改，但基本的東西不會變，作者衷心希望本書能成為引領後來者入門的書。
　　作者寫本書的指導思想是簡潔易懂又不失深入和貼近前沿，本書力求避免冗長的推導，希望把讀者盡快地帶到科學研究的第一綫，如果真能達此目的，作者就十分欣慰瞭。
　　在本書寫作過程中，作者曾多次與邢誌忠教授、呂纔典教授和李海波教授做過深入的討論，呂纔典教授對本書內容提齣過不少好的修改意見，使本書內容更適閤高年級研究生閱讀。這裏特嚮以上三位教授錶示衷心的感謝，作者還感謝孫俊峰、劉純、邢誌忠、硃國懷、楊德山、楊茂誌、楊亞東、李競武、張大新、郭立波、魏正濤、戴又善等各位教授的閤作，在重味物理與CP不守恒領域的研究工作中，我們一起度過瞭許多令人激動的日日夜夜，正是這些閤作研究，使作者對本書所涉及的領域有瞭更深入的理解。
　　當前對標準模型乃至非標準模型的理論研究和實驗檢驗都在緊鑼密鼓地進行。LHC上發現瞭質量為125GeV左右的標量粒子，很可能是Higgs粒子。對B介子衰變和粲粒子衰變及CP破壞的研究也正在開展，不久會有新結果問世。超級B工廠（super Bfactory）正在興起，BEPCⅡ上的粲粒子實驗也正在加緊取數，因此，本書的實驗結果隨時可能更新，希望讀者在讀本書時能密切關注實驗和理論的新發展。
　　由於時間有限和作者水平的原因，書中定有不少缺點和不足，甚至還可能有錯誤之處，望讀者給予指正，本人不勝感激。

中外物理學精品書係·前沿係列（總第21輯）：CP不守恒 本書係簡介 “中外物理學精品書係”旨在匯集國內外物理學研究領域中的經典著作、前沿進展和具有深遠影響力的學術專著。本係列緻力於為廣大物理學專業人士、研究生及高年級本科生提供高水平的學術參考和知識拓展，涵蓋理論物理、實驗物理、凝聚態物理、粒子物理、天體物理等多個重要分支。通過精選和引進具有國際影響力的優秀成果，本係列力求搭建一座連接世界先進物理學研究成果與國內讀者的橋梁，推動國內物理學研究的深入與發展。 《中外物理學精品書係·前沿係列21：CP不守恒》 （請注意：本部分為基於書名推測的、對該主題的深入介紹，旨在展現CP不守恒這一物理學前沿領域的重要性與復雜性，完全不涉及具體書籍的目錄或章節內容，僅對該主題進行學術闡述。） CP 不守恒：粒子物理學的基石與宇宙學難題的交匯點 CP不守恒，即電荷宇稱（Charge-Parity）對稱性的破缺，是現代粒子物理學中最深刻、最引人入勝的現象之一。它描述瞭基本粒子在發生特定相互作用時，其行為與經過電荷共軛（C，即粒子變反粒子）和宇稱變換（P，即空間鏡像反射）後的行為之間存在著不可比擬的差異。這一現象不僅是檢驗基本對稱性原理的試金石，更是解釋宇宙物質-反物質不對稱性這一宏大難題的關鍵綫索。 曆史脈絡與理論基礎 CP對稱性曾被視為粒子相互作用的基本屬性之一，與宇稱不守恒（P不守恒）和電荷共軛不守恒（C不守恒）共同構成瞭標準模型對基本相互作用（強力、電磁力、弱相互作用）的描述框架。1964年，詹姆斯·剋羅寜（James Cronin）和瓦爾·菲奇（Val Fitch）在對中性K介子衰變的研究中，首次確鑿地觀察到瞭CP破壞的證據，這一發現為他們贏得瞭1980年的諾貝爾物理學奬。 CP破壞的理論根源，根據標準模型的框架，主要來源於誇剋混閤。薩卡哈羅夫（Sakharov）提齣的三個必要條件中，CP破壞是核心要素之一。在標準模型中，誇剋味（flavor）的演化是通過卡比博-小林-益川（CKM）矩陣描述的。該矩陣中存在一個復數相位項，正是這一復數性導緻瞭誇剋扇區中係統性的CP破壞。這種破壞雖然微小，但它為理解早期宇宙演化提供瞭理論基礎。 弱相互作用中的CP破壞：K介子與B介子係統 對CP不守恒的研究主要集中在弱相互作用領域。K介子係統（如中性K介子）的CP破壞是早期研究的焦點，其幅度相對較大，主要體現為$K^0 leftrightarrow ar{K}^0$振蕩中的CP破壞。 隨著實驗技術的發展，研究的焦點轉嚮瞭B介子係統。B介子（含有b誇剋）的壽命更長，其質量更大，使得對CP破壞的測量更加精確和多樣化。在B介子物理中，研究人員可以精確測量與CKM矩陣元素相關的各種衰變過程中的CP不對稱性。例如，對$B^0 o J/psi K_S$等“黃金通道”的測量，以及對B介子混閤體係中CP相位角的確定，極大地檢驗瞭標準模型對誇剋混閤的預測。這些實驗不僅確認瞭標準模型預測的CP破壞，還對CKM矩陣的參數進行瞭極其嚴格的限製。 CP破壞的深化與前沿挑戰：三代誇剋混閤與CP破壞的量化 將三代誇剋體係（u, c, t和d, s, b）納入考量後，標準模型預測瞭另一個關鍵的CP破壞源——QCD中的強CP問題。這個源頭位於強相互作用的拉格朗日量中，由$ heta$項（theta term）描述。實驗測量顯示，如果該項不為零，其數值必須極小，遠小於理論上可能達到的量級。這種極端精細的調節（fine-tuning）被認為是標準模型最大的“不和諧音”之一。解決強CP問題（即解釋為什麼$ heta$角如此接近零）是當前粒子物理學和超越標準模型（BSM）理論研究的核心驅動力之一。軸子（Axion）理論便是對該問題最著名的潛在解決方案。 宇宙學聯係：物質-反物質不對稱性的起源 CP不守恒與宇宙學中一個根本性的問題緊密相連：為什麼我們生活的宇宙中充滿瞭物質，而反物質幾乎完全消失瞭？ 早期宇宙在高溫高密度的狀態下，物質和反物質應該以相同的數量産生和湮滅。要解釋現存的物質過剩（每十億個反物質粒子中，隻剩下一個物質粒子），必須存在某種機製，使得物質的産生率略微高於反物質。 薩卡哈羅夫提齣的三個條件——（1）重子數守恒被破壞；（2）CP對稱性被破壞；（3）宇宙處於非熱平衡狀態——為解釋這一“重子生成”（Baryogenesis）提供瞭理論框架。CP破壞是物質得以積纍的必要條件。然而，標準模型所包含的CKM矩陣中的CP破壞量級，被計算齣遠遠不足以解釋當前宇宙中觀測到的物質豐度。 這意味著，要真正理解宇宙的物質性，物理學需要尋找超越標準模型（BSM）的CP破壞源。這可能來自於： 1. 輕子扇區的新物理：例如，中微子振蕩中包含的CP破壞。 2. 更復雜的誇剋混閤模式：如存在新的物理尺度上的耦閤粒子。 3. 新的CP破壞機製：可能與電弱相變或超對稱性等更深層次的理論相關聯。 實驗前沿：高精度測量與未來探測 對CP不守恒的深入研究依賴於高亮度、高精度的粒子加速器實驗。例如，在大型強子對撞機（LHC）上，對B介子（以及未來可能齣現的重誇剋係統）的衰變研究，持續不斷地對CKM矩陣的參數進行檢驗，並搜索與標準模型預測不符的CP破壞信號。 在輕子物理領域，費米實驗室（Fermilab）的Devils/Muon g-2實驗，以及未來的高能中微子實驗（如DUNE），也正以前所未有的精度探測μ子的磁矩異常和中微子振蕩中的CP相位，旨在揭示是否存在輕子扇區中獨立於CKM矩陣的CP破壞。 綜上所述，CP不守恒不僅是檢驗粒子物理標準模型的關鍵窗口，也是連接微觀粒子世界與宏觀宇宙演化的重要橋梁。對這一現象的持續探索，既是對基本對稱性理解的深化，也是指引我們邁嚮更完整、更統一的物理學理論的導航燈塔。

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當我偶然翻到這本《中外物理學精品書係·前沿係列21：CP不守恒》時，腦海中瞬間閃過無數關於粒子物理的奇思妙想。CP不守恒，這個詞匯本身就帶著一種神秘的誘惑力，它不像經典物理那樣直觀易懂，而是指嚮瞭宇宙深處那些微小但至關重要的不對稱性。這本書的係列定位“前沿”也讓我對其內容充滿瞭期待，這意味著它不會僅僅停留在概念的介紹，而是會深入探討最新的研究成果和發展趨勢。我迫切地想知道，在CP不守恒的研究領域，有哪些突破性的實驗數據已經被發現？這些數據又是如何被理論物理學傢們用來構建模型，解釋宇宙為何會存在物質而非反物質的根本性問題？這本書是否會像一個引路人，帶領我穿越龐雜的粒子物理概念，理解誇剋混閤、弱相互作用以及CP破壞的各種機製？我希望能從這本書中獲得一種“撥雲見日”的感覺，讓那些原本晦澀難懂的物理概念變得清晰起來，仿佛置身於一個充滿智慧和探索的實驗室，與科學傢們一同追尋宇宙最本真的秘密。

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《CP不守恒》這本書，光看名字就讓人肅然起敬，它屬於《中外物理學精品書係·前沿係列》中的一員，這本身就保證瞭其內容的嚴謹性和學術價值。CP不守恒，這個詞組在物理學界是如此的舉足輕重，它不僅僅是一個抽象的理論概念，更是揭示宇宙起源之謎的關鍵綫索。我一直以來都對粒子物理學領域的發展充滿瞭濃厚的興趣，尤其是那些能夠解釋我們宇宙基本結構和演化的理論。這本書的齣現，對於我來說，無疑是一次深入理解CP不守恒現象的寶貴機會。我非常期待它能夠係統地介紹CP不守恒的曆史演變，從最初的猜想到後來的實驗證實，其中一定包含瞭無數科學傢們的智慧結晶和不懈努力。同時，我也希望能從書中瞭解到CP不守恒的最新研究進展，以及它在不同物理模型中的具體體現。這本書無疑是一份為物理學愛好者量身打造的禮物，它將引領我進入一個更深邃的物理世界，去探索那些關於物質與反物質，以及宇宙終極命運的奧秘。

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坦白說，看到《中外物理學精品書係·前沿係列21：CP不守恒》這個書名，我的第一反應是“這絕對不是一本輕鬆讀物”。“精品書係”和“前沿係列”就意味著其內容的深度和專業性。“CP不守恒”這個主題更是直接戳中瞭我的好奇心，讓我不禁聯想到那些關於宇宙起源、物質與反物質失衡的宏大命題。我一直對物理學中那些挑戰直覺、顛覆認知的概念特彆感興趣，而CP不守恒無疑是其中最經典的一個例子。我好奇這本書會如何梳理CP不守恒的發現曆程，從早期的理論猜想到後來的實驗驗證，中間又經曆瞭多少次的爭論與突破？它是否會詳細介紹那些在CP不守恒研究中起到關鍵作用的實驗，比如那些在大型強子對撞機上的精彩錶演？更重要的是，我希望能從書中瞭解CP不守恒對於我們理解宇宙不對稱性的重要意義，以及它如何幫助科學傢們解釋為何我們今天所處的宇宙是由物質構成的，而不是與反物質均衡共存。這本書，就像是一扇通往宇宙最深層奧秘的大門，我迫不及待地想推開它。

评分☆☆☆☆☆

這本書光看書名就讓我肅然起敬。《中外物理學精品書係·前沿係列》這個名字本身就意味著內容的高度專業性和前瞻性，而“21：CP不守恒”這個具體的捲名，更是直擊現代物理學中最令人著迷和睏惑的領域之一。CP不守恒，這個概念在我的物理學入門學習中就留下瞭深刻的印象，它打破瞭我們日常生活中習以為常的對稱性，暗示著宇宙可能隱藏著我們尚未完全理解的深層規律。我一直對粒子物理學的最新進展充滿好奇，尤其是那些能夠挑戰我們現有理論框架的發現。這本書的齣現，無疑為我提供瞭一個深入探索CP不守恒奧秘的絕佳機會。我期待它能夠以嚴謹的科學態度，清晰的邏輯結構，為我揭示CP不守恒的曆史淵源、實驗證據、理論解釋以及它在理解宇宙演化和物質起源中所扮演的關鍵角色。我相信，通過閱讀這本書，我不僅能加深對CP不守恒的理解，更能窺探到物理學前沿研究的脈搏，感受科學傢們探索未知世界的智慧與勇氣。這本書的齣版，是對我們這些渴望瞭解宇宙終極奧秘的讀者而言，一份沉甸甸的饋贈，它承載著人類在微觀世界中不斷求索的足跡。

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我對《中外物理學精品書係·前沿係列21：CP不守恒》這本書充滿瞭濃厚的學術興趣。作為“精品書係”和“前沿係列”的一份子，我預感這本書的內容必定是經過精心打磨、緊跟時代步伐的。CP不守恒，這個概念本身就充滿瞭神秘感和挑戰性，它觸及瞭我們對宇宙基本對稱性認知的最深處。我一直對粒子物理學中的非凡現象抱有極大的好奇心，而CP不守恒正是其中最令人著迷的一環。我迫切地想知道，這本書會以何種方式，將CP不守恒的復雜理論呈現在讀者麵前？它是否會詳細闡述CP對稱性在量子力學中的地位，以及為何它的破壞會對宇宙的構成産生如此深遠的影響？我期望書中能夠包含對CP不守恒相關實驗的詳盡解讀，比如那些精確測量弱相互作用中的不對稱性的實驗，以及它們是如何一步步揭示CP破壞的存在的。此外，我也很想瞭解CP不守恒在解釋宇宙物質-反物質不對稱性中的作用，以及它在標準模型之外的理論框架中的地位。這本書，無疑是一扇通往粒子物理學前沿研究的窗口，我渴望通過它，深入理解這個引人入勝的物理現象。

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非常满意，五星

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众所周知，《牛津高阶英语词典》开学习型词典之先河，专为非英语国家的英语学习者编纂，问世六十载以来，多番修订，惠人无数。其严谨实用的风格有口皆碑，销量亦始终领先于其他同类词典。

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《中外物理学精品书系·前沿系列21：CP不守恒》努力结合最新的实验成果和理论前沿，目的是使初学者能够与国际最新发展接轨，本书适合粒子物理、场论等方向的研究人员参考，同时也可用作该领域研究生的指导书。

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提高效益，亦可谓“教学相长”。

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CP不守恒是一个很重要的研究方向，但对一般人来说有点难，杜老师从事该领域和粒子物理研究多年，学识渊博。CP 破坏，是当今粒子物理研究的为数不多的热点之一。我国在大亚湾已经展开了中微子方面的实验研究，世界上第一个较准确测得中微子振荡的混合角。目前，无论在理论还是实验方面，关于CP不守恒的研究都非常多。对称和对称破缺是现代物理学中的核心概念。对于CP 破坏的研究，不仅是人们对于对称性及破缺的认识的发展结果，而且很有可能触发新的物理理论，从而进一步加深人类对于世界的认识。本书作者是这一领域卓有建树的研究者，他以高屋建瓴的姿态，系统阐述了CP 不守恒相关的理论和实验结果。简明而全面、系统而精炼是本书的最大特点。读过此书的读者，一定会对这一蓬勃发展的领域有清晰透彻的认识。有志于在这一领域进行研究的科研工作者，本书是你不应错过的佳作。本书重点讨论了 混合的实验结果和理论描述，建造B工厂的必要性，B介子弱衰变中CP破坏的理论计算方法和实验测量，本书还详细讨论了中微子振荡和中微子系统中CP破坏的实验观测，其中包括中微子振荡的实验证据、理论描述， 狄拉克中微子和马约拉纳中微子的区别， 以及中微子振荡实验中观测CP破坏的可能性等内容。

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物品还好，就是包装破损了

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。。。于是有了牛头人

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英语作为一种世界语言，正同当今世界一样，经历着日新月异的演变。较之我馆先前引进的第六版，第七版收录了更多社会热点词汇及英语国家广泛流行的词汇，增加了短语动词及习语的数量，内容更加丰富，语言更加鲜活，查阅更为方便，实用性和学习功能更为突出。若能时时翻阅，必将受益匪浅。　本词典由商务印书馆与牛津大学出版社合作出版，我馆在中国大陆地区出版其简体汉字本。此书从《牛津高阶英语词典》（Oxford Advanced Learners Dictionary）第七版译出，英汉双解，一一对照，既令专名术语得以规范，又为读者提供了必要的导引。

评分☆☆☆☆☆

教育智慧求妙点.从知识到能力，从情感到智慧，教育逐步进入它的最佳境界。教育智慧表现为对教育本