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从夸克到宇宙

从夸克到宇宙
作者:【美】唐·林肯 著
译者:孙佳雯
副标题:用粒子物理打开世界真相
出版社:北京联合出版公司
出版年:2022-01
ISBN:9787559656599
行业:教育
浏览数:26

内容简介

一本书读懂粒子物理学,从夸克的小世界直抵宇宙深处!

费米实验室实验物理学家、顶夸克共同发现者,带你解密物质世界运转的完整图景

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◎ 编辑推荐

1. 主题独特。本书是一部专门讲解粒子物理学的科普作品。粒子物理学,又称高能物理学,是一门专注研究组成物质的基本粒子极其规律的学科。目前市场上尚无面向普通读者科普这个主题的同类图书。

2.作者专业背景可靠。本书作者唐·林肯是实验物理学家,来自世界上久负盛名的粒子物理实验室——费米国家加速器实验室,长期任职于DØ实验小组。他是顶夸克共同发现者、美国物理学会会员、美国科学促进会会员,具备良好的专业素养。

3.篇幅宏大,内容全面,一本书攻略粒子物理学。本书45万字,150余幅图表,内容涵盖全面,不仅讲解了粒子物理学的相关基础知识,还有专门篇章为读者介绍学科的发展历史、世界各地著名的加速器实验室以及物理学前沿的研究成果,对于想要了解这个领域的读者来说非常有价值。

4.文字幽默生动,可读性强。作者十分擅长面向非专业大众的科普讲解,虽然讲述的是比较艰深的领域,但讲解方式深入浅出,绕过了枯燥的数学计算,从概念上为读者科普前沿物理学知识,同时运用大量生动幽默的类比,令原本枯燥的内容变得趣味十足,具备良好的阅读体验。

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◎ 内容简介

世间万物,都可以解释为两种夸克、电子和中微子的无限组合。理解构成世界的基本粒子,是理解宇宙的开始。

本书诠释了夸克、轻子和支配粒子物理学的力的复杂世界。从物理学深刻且基本的问题,如“现实的最终本质是什么”“是否存在最小的粒子”,到宏观宇宙本身的创建及其最终命运,粒子物理学研究都提供了指引。

作者绕过复杂的数学计算,通过生动的语言、清晰的笔触、贴切的类比,带领读者从夸克的微小世界直抵宇宙深处,进行一次精彩纷呈的世界本质探索之旅。

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作者简介

唐·林肯(Don Lincoln,1964— ),实验物理学家,美国物理学会会员,美国科学促进会会员。1993年获得莱斯大学博士学位。1998年加入美国费米实验室,供职于DØ实验组,在此期间,DØ实验组与其姊妹实验组分别独立发现了顶夸克。

作为一名多产的作者,他也积极参与了费米实验室的教育和公共推广项目。他认为任何科研工作者都有责任与他人分享自己的研究成果。他也热衷于公开演讲,并将前沿物理研究的意义传达给不同受众,曾在许多国家为不同群体做科学演讲。

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目录

序 言 1

修订版前言 4

第一版前言 6

致 谢 15

目 录 19

第1章 早期历史

最初的沉思 003

化学,让生活更美好 009

愿原力与你同在 013

第2章 认知之路(粒子物理历史)

阴极射线 024

X 射线 027

放射性 031

电子的发现 039

原子的性质 048

原子核的性质 057

量子力学:中场休息 063

β 辐射与中微子 066

更多的力 075

一些让你头晕目眩的东西 081

宇宙射线:来自天空的粒子 083

反物质电子 088

这是谁安排的? 090

奇异的“V”粒子 096

中微子变得还要更加复杂 107

第3章 夸克和轻子

夸克和介子 114

夸克和重子 121

丰富多彩的世界 124

夸克存在的最初证据 127

更多夸克与轻子的发现 133

顶夸克的发现 136

轻子的回归 147

第4章 力:让一切聚合在一起

重力 156

电磁力 160

强力 167

弱力 169

力与费曼图 176

费曼图与强力 184

粒子喷射:亚原子猎枪 187

质子结构:微型闪电风暴 193

费曼图与弱力 198

顶夸克的发现 210

第5章 “狩猎”希格斯玻色子

质量,宇称与无限性 217

希格斯的解决方案 222

用类比解释希格斯机制I 227

科学家们有关希格斯机制的思想 229

用类比解释希格斯机制II 234

拼命寻找希格斯玻色子 238

目前的搜索进展 244

第6章 加速器与探测器:谋生的工具

费米实验室一日游 257

不是只有小汽车才有加速器 261

不是所有的环都是求婚用的 269

新一代加速器的崛起 276

靶与粒子束类型 278

反物质登场 283

世界上的加速器 287

粒子探测器:世界上最大的照相机 290

电离与追踪 291

热量法:测量能量 302

一台探测器:诸多技术在其中 309

名利双收的人如何生活 315

水,不仅仅是止渴 317

第7章 即将得到解决的难题

1 号谜团:来自太阳的中微子 323

中微子啊中微子,你去哪里啦? 332

凭空出现的中微子 336

“超级K”发现了答案 341

为什么会发生震荡? 345

中微子探测器的现状 349

2 号谜团:反物质都在哪儿呢? 352

萨哈罗夫的三个条件 358

电荷、宇称,以及其他 361

弱相互作用中宇称守恒理论之死 366

宇称对称已死!电荷共轭宇称(CP)万岁! 373

第8章 奇异物理(研究的新前沿)

摆弄参数 388

如果你知道苏西(SUSY)…… 395

“拼命地”寻找苏西(SUSY) 403

大额外维度:是事实还是科幻? 412

超人的吉他上有超弦吗? 432

第9章 每秒重建宇宙10,000,000 次

宇宙的形状 453

宇宙的“黑暗面” 457

星系们都在哪儿呢? 466

宇宙的呢喃 470

“宇宙最初三分钟” 475

均匀性与膨胀 476

回到太初 483

第10章 结语:为什么要理解宇宙? 495

附录A 希腊符号 501

附录B 科学术语 503

附录C 粒子命名规则 506

附录D 基本相对论与量子力学 511

附录E 创造希格斯玻色子 524

附录F 中微子振荡 530

延伸阅读 535

词汇表 549

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读书文摘

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