SCI Библиотека

Книга представляет собой курс лекций, прочитанных автором в Объединённом институте ядерных исследований (г. Дубна).

В ней приведено систематизированное изложение теории изотопической инвариантности, унитарной симметрии и симметрии SU(6) элементарных частиц и их взаимодействий: сильных, слабых и электромагнитных. Даётся также обзор составных моделей элементарных частиц, и предсказания теории сравниваются с опытом. Обсуждены возможности дальнейшей экспериментальной проверки следствий теории.

Книга рассчитана на физиков-экспериментаторов и теоретиков, аспирантов и студентов старших курсов, специализирующихся в теории элементарных частиц.

Настоящая книга представляет собой перевод ротопринтного издания курса лекций, прочитанных известным английским теоретиком Мэтьюсом в 1957 г. в Рочестерском университете (США) аспирантам-физикам.

После краткого введения, в котором приводятся основные понятия современной квантовой теории поля, автор очень ясно и последовательно излагает те её новейшие фундаментальные положения, доказательство которых не ограничено какими-либо приближениями (например, методами теории возмущений).

В основе всего изложения лежит рассмотрение непрерывных и дискретных преобразований полей и общих следствий, вытекающих из требования инвариантности взаимодействий относительно этих преобразований.

В книге излагаются современные результаты по теории гармонического осциллятора и её применениям в атомной, молекулярной, ядерной физике, а также в теории элементарных частиц — в модели кварков.

При проведении расчётов широко используется преобразование осцилляторных волновых функций, которое часто называют преобразованием Тальми-Мошинского. Оно позволяет простым образом вычислять энергии двухчастичного взаимодействия в квантовой системе нескольких частиц. Это обстоятельство даёт возможность рассмотреть в рамках единого подхода такие разнообразные системы, как атомы водорода, лития и бериллия, молекулы H₂⁺, H₂, H₃⁺, ядра He⁴, O¹⁶, O¹⁸, F¹⁸, а также систему из трёх кварков — протон.

Книга написана с большим педагогическим мастерством, для её понимания требуется знание только обычного курса квантовой механики. Она представляет интерес для широкого круга читателей: студентов, аспирантов, научных сотрудников, специализирующихся в теории ядра, квантовой химии, атомной и молекулярной спектроскопии.

Предлагаемая книга предназначается для читателей, знакомых с принципами нерелятивистской и релятивистской квантовой механики, а также с принципами квантовой статистики и желающих основательно ознакомиться с применением их к явлениям столкновений различных частиц — электронов, нейтронов, атомных ядер и ионов — друг с другом.

Классическая механика описывает эти явления в очень грубом приближении. Квантовая механика в принципе позволяет решать соответствующие вопросы несравненно точнее и, в частности, учесть ряд особенностей, связанных с тождественностью сталкивающихся частиц.

В последние годы интенсивно развивается так называемая марковская стратегия в конструктивной квантовой теории поля. Основная особенность этого подхода состоит в том, что построение моделей квантовых полей и их исследование сводится к построению и изучению некоторых специальных классов марковских случайных полей.

В настоящем сборнике помещены переводы важных работ зарубежных ученых в данной области. Среди авторов статей известные ученые — Дж. Глимм, А. Джаффе, Ф. Денлон, Ч. Ньман. Тематика работ сборника примыкает к тематике сборника «Конструктивная теория поля» (М., «Мир», 1976) и служит его естественным продолжением и дополнением.

Книга будет интересна научным работникам, аспирантам и студентам старших курсов университетов, специализирующимся в области математической физики и приложений теории вероятностей и функционального анализа.

Книга посвящена вопросам, связанным с перестройкой вакуума в сильных внешних полях. Эта перестройка представляет собой фазовый переход, аналогичный обычным фазовым переходам.

Особенно подробно рассматривается перестройка поля π-мезонов в достаточно плотной нуклонной среде (“пионная конденсация”), приводящая к возможности существования сверхплотных ядер, когда энергия, выигрываемая в результате фазового перехода пионного поля, компенсирует потерю энергии от сжатия нуклонов.

Рассмотрены также явления, связанные с перестройкой электрон-позитронного вакуума в сильных электрических полях (“электронная конденсация”). Происходящее в сильном поле рождение пар приводит к экранировке больших электрических зарядов и делает невозможным существование систем с большой кулоновской энерцией. Показано, что это явление должно учитываться при изучении электромагнитного взаимодействия на сверхмалых расстояниях и связано с проблемой устранения электродинамических расходимостей.

Квантовая механика возникла в 20-х годах 20-го столетия в результате анализа накопленного к этому времени экспериментального материала. Поэтому естественным введением в квантовую теорию является рассмотрение основных экспериментальных фактов и их интерпретации, которые привели к созданию квантовой механики.

Этот материал излагается в первой части курса. Во второй части курса излагается нерелятивистская квантовая механика. Третья часть вводит читателя в круг понятий релятивистской квантовой теории, которая к настоящему времени имеет крупные достижения, но еще не может считаться завершенной.

Книга посвящена теории индуцированных представлений групп и ее приложениям в физике элементарных частиц.

Первая часть содержит рассчитанное на физиков изложение теории индуцированных представлений групп и основанных на ней методов конструирования неприводимых представлений некомпактных групп. В качестве примеров, важных для приложений, строятся унитарные неприводимые представления групп Пуанкаре, Лоренца и де Ситтера.

Во второй части книги выясняется роль индуцированных представлений в описании квантовых систем с группами симметрии. На этой основе строится теория взаимодействующих частиц в пространстве-времени с геометрической структурой одного из следующих трех типов: пространства Галилея, пространства Минковского и пространства де Ситтера (пространства постоянной кривизны). Эти модели анализируются с единой точки зрения, которая может быть сформулирована как принцип квантования, не содержащий понятия квантованного поля.

Книга, написанная известными американскими специалистами в области ядерной физики, содержит изложение современных теоретических представлений и фактических данных об элементарных частицах. Приведена сводка характеристик элементарных частиц, описан формализм квантовой теории поля и основные положения теории частиц (законы сохранения, изотопический спин, V–A-взаимодействие, несохранение четности и т. д.).

Книга рассчитана на физиков — экспериментаторов и теоретиков, преподавателей вузов, а также студентов старших курсов физических факультетов и аспирантов.

В последние годы были открыты два новых класса элементарных частиц: с одной стороны, частицы более тяжелые, чем нуклоны, — гипероны, с другой стороны, тяжелые мезоны или так называемые K-мезоны.

В книге дается подробный обзор экспериментальных и теоретических работ по физике этих новых частиц.

Книга предназначена для физиков-теоретиков и экспериментаторов, работающих в области ядерной физики и физики элементарных частиц. Она также может быть полезна для студентов старших курсов и аспирантов, специализирующихся по ядерной физике.