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目次

素粒子標準模型入門

素粒子標準模型入門 (World physics selection:monograph)

  • W.N.コッティンガム(著)/ D.A.グリーンウッド(著)/ 樺沢 宇紀(訳)
  • 第1章 素粒子物理の概観
    • 1.1 はじめに
    • 1.2 標準模型の構築
    • 1.3 レプトン
    • 1.4 クォークとクォーク系
    • 1.5 軽いクォーク系のスペクトル
    • 1.6 その他のクォーク
    • 1.7 クォークの色
    • 1.8 核子による電子の散乱
    • 1.9 素粒子の加速器
    • 1.10 単位系
  • 第2章 Lorentz変換
    • 2.1 回転・等速推進・固有Lorentz変換
    • 2.2 スカラーと反変・共変4元ベクトル
    • 2.3 相対論的な場
    • 2.4 Levi‐Civitaテンソル
    • 2.5 時間反転と空間反転
  • 第3章 Lagrange形式
    • 3.1 Hamiltonの原理
    • 3.2 エネルギーの保存
    • 3.3 連続系
    • 3.4 Lorentz共変な場の理論
    • 3.5 Klein‐Gordon方程式
    • 3.6 エネルギー・運動量テンソル
    • 3.7 複素スカラー場
  • 第4章 古典電磁気学
    • 4.1 Maxwell方程式
    • 4.2 電磁場のラグランジアン密度
    • 4.3 ゲージ変換
    • 4.4 Maxwell方程式の解
    • 4.5 空間反転
    • 4.6 荷電共役変換
    • 4.7 光子のスピン
    • 4.8 電磁場のエネルギー密度
    • 4.9 質量を持つベクトル場
  • 第5章 Dirac方程式とDirac場
    • 5.1 Dirac方程式
    • 5.2 Lorentz変換とLorentz不変性
    • 5.3 パリティ変換
    • 5.4 スピノル
    • 5.5 γ行列
    • 5.6 ラグランジアン密度の実数化
  • 第6章 自由空間におけるDirac方程式の解
    • 6.1 静止しているDirac粒子
    • 6.2 Dirac粒子のスピン
    • 6.3 平面波とヘリシティ
    • 6.4 負エネルギーの解
    • 6.5 Dirac場のエネルギーと運動量
    • 6.6 m=0の場合:ニュートリノ
  • 第7章 荷電粒子場の電磁力学
    • 7.1 確率密度と確率の流れ
    • 7.2 電磁場を伴うDirac方程式
    • 7.3 ゲージ変換と対称性
    • 7.4 荷電共役変換
    • 7.5 ニュートリノと荷電共役変換
    • 7.6 荷電スカラー場の電磁力学
    • 7.7 低エネルギーの粒子とDiracの磁気能率
  • 第8章 場の量子化:量子電磁力学
    • 8.1 ボゾン場とフェルミオン場の量子化
    • 8.2 時間依存
    • 8.3 摂動論
    • 8.4 繰り込みと繰り込み可能性
    • 8.5 電子の磁気能率
    • 8.6 標準模型の量子化
  • 第9章 弱い相互作用:低エネルギー現象論
    • 9.1 原子核のβ崩壊
    • 9.2 π中間子の崩壊
    • 9.3 レプトン数の保存
    • 9.4 ミュー粒子の崩壊
    • 9.5 ミュー・ニュートリノと電子の相互作用
  • 第10章 自発的な対称性の破れ
    • 10.1 大域的な対称性の破れとGoldstoneボゾン
    • 10.2 局所的な対称性の破れとHiggsボゾン
  • 第11章 電弱ゲージ場
    • 11.1 SU(2)対称性
    • 11.2 ゲージ場
    • 11.3 SU(2)対称性の破れ
    • 11.4 場の物理的な同定
  • 第12章 レプトンのWeinberg‐Salam理論
    • 12.1 レプトン2重項とWeinberg‐Salam理論
    • 12.2 レプトンのW±への結合
    • 12.3 レプトンのZへの結合
    • 12.4 レプトン数の保存と電荷保存
    • 12.5 CP対称性
    • 12.6 Lの質量項の一般化
  • 第13章 Weinberg‐Salam理論の検証
    • 13.1 ウィークボゾンの探索
    • 13.2 W±ボゾンのレプトン化崩壊
    • 13.3 Zボゾンのレプトン化崩壊
    • 13.4 レプトンの世代数
    • 13.5 部分幅の測定
    • 13.6 Zボゾン生成の左右非対称とレプトン化崩壊の前後非対称
  • 第14章 クォークの電弱相互作用
    • 14.1 ラグランジアン密度の構築
    • 14.2 クォークの質量と小林-益川混合行列
    • 14.3 KM行列のパラメーター表示
    • 14.4 CP対称性とKM行列
    • 14.5 低エネルギー極限における弱い相互作用
  • 第15章 ウィークボゾンの強粒子化崩壊
    • 15.1 Zボゾンの強粒子化崩壊
    • 15.2 クォーク生成の非対称性
    • 15.3 W±ボゾンの強粒子化崩壊
  • 第16章 強い相互作用の理論:量子色力学
    • 16.1 局所的SU(3)ゲージ理論
    • 16.2 重粒子と中間子の色ゲージ変換
    • 16.3 閉じ込めと漸近的自由性
    • 16.4 短距離のクォーク-反クォーク相互作用
    • 16.5 クォーク数の保存
    • 16.6 アイソスピン対称性
    • 16.7 カイラル対称性
  • 第17章 量子色力学の計算
    • 17.1 格子QCDと閉じ込め
    • 17.2 チャーモニウムとボトモニウム
    • 17.3 摂動的QCDと深非弾性散乱
    • 17.4 摂動的QCDとe+e-衝突の物理
  • 第18章 小林-益川行列
    • 18.1 弱い相互作用によるクォークの半レプトン化崩壊
    • 18.2 Vcbと|Vub|
    • 18.3 Vudと原子核のβ崩壊
    • 18.4 中性K中間子の崩壊におけるCP対称性の破れ
    • 18.5 B中間子の崩壊におけるCP対称性の破れ
    • 18.6 CPT定理
    • 18.7 訳者補遺:KM行列の数値
  • 第19章 量子異常
    • 19.1 Adler‐Bell‐Jackiw量子異常
    • 19.2 電弱カレントにおける量子異常の相殺
    • 19.3 レプトン数の重粒子数の量子異常
    • 19.4 ゲージ変換と位相数
    • 19.5 物質の不安定性と物質の起源
  • 結言
  • 付録A 線形代数の復習
    • A.1 定義と表記
    • A.2 n×n行列の性質
    • A.3 Hermite行列とユニタリー行列
  • 付録B 標準模型で扱う群
    • B.1 群の定義
    • B.2 座標軸と回転とSO(3)
    • B.3 SU(2)
    • B.4 SL(2,C)と固有Lorentz群
    • B.5 Pauli行列の変換
    • B.6 スピノル
    • B.7 SU(3)
  • 付録C 消滅演算子・生成演算子
    • C.1 調和振動子
    • C.2 ボゾン系
    • C.3 フェルミオン系
  • 付録D 部分子模型
    • D.1 核子を標的とした電子の弾性散乱
    • D.2 核子を標的とした電子の非弾性散乱:部分子模型
    • D.3 強粒子状態
  • 参考文献