弱尺度超对称 [Weak Scale Supersymmetry From Superfields to Scattering Events] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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☆☆☆☆☆

[美] 贝尔 著

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• 超对称
• 弱尺度
• 粒子物理
• 高能物理
• 标准模型
• 超场
• 散射截面
• 费曼图
• 超对称粒子
• 探测器物理

出版社： 世界图书出版公司

ISBN：9787510042836

版次：1

商品编码：10975214

包装：平装

外文名称：Weak Scale Supersymmetry From Superfields to Scattering Events

开本：16开

出版时间：2012-03-01

用纸：胶版纸

页数：537

正文语种：英文

内容简介

超对称是自然界中一种新的对称性。《弱尺度超对称：从超场到散射事例》全面系统地介绍了粒子物理学中的超对称，首先阐述了超对称的基本概念，接着展示了如何将超对称纳入到描述基本粒子的理论框架中。书中采用了高能物理实验学家和唯象学家们所熟悉的四分量旋量表示，从而使得本书的可读性大为增强。本书迅速地将读者从抽象描述带入到构造基本粒子的超对称性规范理论，并最终给出对撞机和宇宙学实验观测量的计算。本书与高能实验和唯象理论结合得非常紧密，这是本书的一大特色。对于从事粒子物理实验和唯象研究的物理学家和研究生而言，这是一本全面、实用且易懂的教学参考书，并且包括大量的练习和补充材料，非常合适作为超对称理论的入门教材。阅读本书需要一些基本的标准模型和量子场论知识。
读者对象：粒子物理、理论物理和场论等专业的高年级本科生、研究生和相关专业的科研人员。

作者简介

Howard Baer，美国佛罗里达州立大学J. D. Kimel物理学教授，美国物理学会会士。1984在威斯康星大学获得理论物理博士学位，先后在欧洲粒子物理实验中心，阿贡国家实验室，佛罗里达州立大学做博士后。在基本粒子物理领域内发表了一百多篇学术论文。
Xerxes Tata，美国夏威夷大学物理和天文学系教授，美国物理学会会士。在德克萨斯大学奥斯汀分校获得理论高能物理博士学位。先后在俄勒冈大学，欧洲粒子物理实验中心和威斯康星大学做博士后。在基本粒子物理领域内发表了一百多篇学术论文。

目录

1 the standard model
1.1 gauge invariance
1.2 spontaneous symmetry breaking
1.3 brief review of the standard model

2 what lies beyond the standard model?
2.1 scalar fields and quadratic divergences
2.2 why is the tev scale special?
2.3 what could the new physics be?

3 the wess-zumino model
3.1 the wess-zumino lagrangian
3.2 quantization of the wz model
3.3 interactions in the wz model
3.4 cancellation of quadratic divergences
3.5 soft supersymmetry breaking

4 the supersymmetry algebra
4.1 rotations
4.2 the lorentz group
4.3 the poincar6 group
4.4 the supersymmetry algebra

5 superfieid formalism
5.1 superfields
5.2 representations of symmetry generators: a recap
5.3 representation of susy generators as differential operators
5.4 useful 0 identities
5.5 susy transformations of superfields
5.6 irreducible susy multiplets
5.7 products of superfields
5.8 supercovariant derivatives
5.9 lagrangians for chiral scalar superfields
5.10 the action as an integral over superspace

6 supersymmetric gauge theories
6.1 gauge transformations of superfields
6.2 the wess-zumino gauge
6.3 the curl superfield in the wess-zumino gauge
6.4 construction of gauge kinetic terms
6.5 coupling chiral scalar to gauge superfields

7 supersymmetry breaking
7.1 susy breaking by elementary fields
7.2 f-type susy breaking: the o'raifeartaigh model
7.3 d-type susy breaking
7.4 composite goldstinos
7.5 gaugino condensation
7.6 goldstino interactions
7.7 a mass sum rule
7.8 explicit supersymmetry breaking
7.9 a technical aside: ys-dependent fermion mass matrices

8 the minimal supersymlnetric standard model
8.1 constructing the mssm
8.2 electroweak symmetry breaking
8.3 particle masses in the mssm
8.4 interactions in the mssm
8.5 radiative corrections
8.6 should the goldstino be part of the mssm?

9 implications of the mssm
9.1 low energy constraints on the mssm
9.2 renormalization group equations
9.3 constraints from b → sy decay
9.4 bs → + - decay
9.5 muon anomalous magnetic moment
9.6 cosmological implications
9.7 neutrino masses

10 local supersymmetry
10.1 review of general relativity
10.2 local supersymmetry implies （super）gravity
10.3 the supergravity lagrangian
10.4 local supersymmetry breaking

11 realistic supersymmetric models
11.1 gravity-mediated supersymmetry breaking
11.2 anomaly-mediated susy breaking
11.3 gauge-mediated susy breaking
11.4 gaugino-mediated susy breaking
11.5 an afterword

12 sparticle production at colliders
12.1 sparticle production at hadron colliders
12.2 sparticle production at e+e- colliders

13 sparticle decays
13.1 decay of the gluino
13.2 squark decays
13.3 slepton decays
13.4 chargino decays
13.5 neutralino decays
13.6 decays of the higgs bosons
13.7 top quark decays to susy particles
13.8 decays to the gravitino/goldstino

14 supersymmetric event generation
14.1 event generation
14.2 event generator programs
14.3 simulating susy with isajet

15 the search for supersymmetry at coiliders
15.1 early searches for supersymmetry
15.2 search for susy at lep and lep2
15.3 supersymmetry searches at the tevatron
15.4 supersymmetry searches at supercolliders
15.5 beyond susy discovery
15.6 photon, muon, and very large hadron colliders

16 r-parity violation
16.1 explicit （trilinear） r-parity violation
16.2 spontaneous （bilinear） r-parity violation

17 epilogue
appendix a sparticle production cross sections
a.1 sparticle production at hadron colliders
a.2 sparticle production at e+e- colliders
appendixb sparticle decay widths
b.1 gluino decay widths
b.2 squark decay widths
b.3 slepton decay widths
b.4 neutralino decay widths
b.5 chargino clecay widths
b.6 top quark decay to susy particles
appendix c higgs boson decay widths
c.1 decays to sm fermions
c.2 decays to gauge bosons
c.3 decays to sfermions
c.4 decays to charginos and neutralinos
c.5 decays to higgs bosons
bibliography
index

前言/序言

好的，这是一份关于物理学领域另一本重要著作的详细介绍，该书的主题与“弱尺度超对称”无关，而是专注于量子场论在非平坦时空中的应用及其对宇宙学的影响。 --- 广阔时空的量子场论：弯曲背景下的粒子与引力 作者： 著名理论物理学家 [虚构作者姓名：阿诺德·维尔纳 (Arnold Werner)] 出版社： [虚构出版社名称：普林斯顿高等物理出版社] 预计页数： 850 页 内容概述 本书系统而深入地探讨了量子场论（Quantum Field Theory, QFT）在具有非零曲率和时变背景下的复杂性与深远影响。它超越了标准模型在平坦闵可夫斯基时空中的框架，将量子涨落、粒子产生和真空结构的描述置于广义相对论所定义的弯曲时空中。本书旨在为高年级研究生和专业研究人员提供一个严谨的理论工具箱，用以理解从早期宇宙暴胀到黑洞信息悖论等前沿课题。 全书分为四大核心部分，逻辑层层递进，从基础的数学工具到尖端的物理应用，构建起一个完整的理论叙事。 --- 第一部分：弯曲时空的数学与概念基础 (Foundations in Curved Spacetime) 本部分奠定了理解后续所有内容的数学和物理基础。 第一章：黎曼几何回顾与场论的重构 详细回顾了微分几何中必要的概念，包括协变微分、黎曼张量、度规无关的物理量（如标量、向量、旋量和张量场的拉格朗日密度）。重点讨论了如何将经典场论的规范不变性推广到弯曲背景下，并引入了协变量子化方法。 第二章：自由场的经典描述与量子化 针对标量场、狄拉克旋量场和电磁场（规范场）在爱因斯坦场方程解（如德西特空间 $dS_n$ 和反德西特空间 $AdS_n$）中的传播。详细介绍了哈密顿量方法的推广，以及如何处理时空依赖的边界条件。 第三章：正规排序与真空的歧义性 这是本书的核心概念之一。在弯曲时空中，定义“真空态”变得高度依赖于观察者的时空路径。本章深入分析了不同观察者如何定义粒子态（例如，卡西米尔效应的背景依赖性），并引入了Bogoliubov 变换作为连接不同真空定义的桥梁。详细推导了哈特里-霍金辐射的半经典图像，重点讨论了视界附近场的激发。 --- 第二部分：粒子产生与时空动力学 (Particle Production and Spacetime Dynamics) 本部分将重点关注时空演化如何驱动新的物理过程。 第四章：时变背景下的激发 专注于时间依赖的度规变化（如宇宙膨胀）如何导致粒子数的非零期望值。通过解析解和微扰分析，展示了指数膨胀（暴胀）情景下，标量场和引力子场的真空能如何转化为实粒子。引入了粒度（Parton Number）的概念在弯曲时空中的严格定义。 第五章：半经典引力与物质耦合 讨论物质场的量子效应如何反作用于时空几何。详述了量子化的有效场论方法，构建了描述背景曲率对有效作用量修正的框架。特别关注了有效牛顿常数在不同宇宙学尺度上的“跑动”效应，以及如何利用海森堡方程处理量子场与背景曲率的动态耦合。 第六章：拓扑缺陷的产生与演化 研究宇宙早期相变过程中可能产生的拓扑缺陷（如畴壁、弦和单极子）的动力学。分析了这些缺陷在膨胀宇宙中的退化和辐射，以及它们对宇宙微波背景（CMB）产生的各向异性团块。 --- 第三部分：信息、熵与黑洞物理 (Information, Entropy, and Black Hole Physics) 本部分将量子场论的工具应用于极端引力环境。 第七章：黑洞视界面上的场论 全面复习了史瓦西和克尔黑洞的背景。重点分析了视界附近场的量子化问题，详细推导了贝肯斯坦-霍金熵的半经典起源。讨论了量子场对事件视界的修改效应，以及在强引力场中，费米子和规范玻色子如何穿越视界而不被“察觉”（类德西特真空与平坦真空的近似）。 第八章：信息悖论的场论视角 本书将信息悖论置于量子信息论的框架下讨论。分析了霍金辐射的非热性质（如果存在），以及信息如何编码在辐射中。讨论了AdS/CFT对偶在信息恢复问题中的应用，尽管本书不深入研究全息对偶的细节，但会利用其思想阐述场论在边界与体中的对应关系。 第九章：量子纠缠与引力 探讨了在弯曲时空中，不同区域的量子场之间的纠缠结构。展示了纠缠熵与黑洞的面积定理之间的深刻联系。使用Ryu-Takayanagi 公式的类比思想，讨论了时空几何如何受量子纠缠的驱动（如ER=EPR猜想的场论诠释）。 --- 第四部分：进阶技术与应用领域 (Advanced Techniques and Frontiers) 本部分介绍现代研究中使用的复杂计算工具，并展望未来方向。 第十章：怀特曼函数与格林函数方法 详细介绍了在一般弯曲背景下计算传播子（Green's Functions）的强大技术，包括切片法（Feynman-Schwinger Proper Time Method）和半经典近似下的WKB方法。这些技术对于计算量子修正和有效势至关重要。 第十一章：重整化与有效场论 在弯曲背景下，高能修正的截断和重整化变得更加复杂。本章讨论了如何定义在有限曲率下的一致的重整化方案，包括处理发散的真空能密度问题，并将其转化为对宇宙学常数的观测约束。 第十二章：非交换几何与量子引力前沿 简要探讨了将非交换几何的概念引入弯曲时空，以期解决场论在普朗克尺度上的奇异性问题。最后，本书以对量子引力微扰论的批判性回顾结束，强调了理解弯曲背景下量子场论的必要性，作为通往完整量子引力理论的必经之路。 --- 目标读者与特点 本书的特点在于其数学的严格性和物理应用的广泛性。它假设读者已经熟悉量子场论（包括微扰论和圈图计算）以及经典广义相对论的基础知识。它不是一本入门教材，而是为希望深入研究宇宙学、黑洞物理和量子引力交叉领域的理论物理学家量身打造的参考书。书中包含大量的原创性推导和未广泛流传的半经典技巧，是该领域研究的必备工具书。

评分☆☆☆☆☆

《弱尺度超对称》的名称就给我一种非常“接地气”的感觉，尤其“弱尺度”这个词，让我联想到理论物理界一直在努力寻找与现实实验相关的超对称模型。这暗示着本书不会仅仅停留在纯粹的理论构建，而是会更加关注那些可能在现有或未来粒子加速器上被探测到的超对称粒子。我非常好奇书中会如何讲解“超场”（superfield）这个核心概念，毕竟它是构建超对称理论的基础。从超场到“散射事件”的完整路径，听起来像是从理论的源头一直追踪到物理现象的发生，这让我对书中的逻辑性和连贯性充满了期待。我希望能看到一些关于如何从超对称模型中计算出粒子散射截面（scattering cross-section）的详细讲解，以及这些计算结果如何与实验数据进行对比。书中是否会讨论一些具体的“弱尺度”超对称模型，比如MSSM的各种变体，或者讨论这些模型中的主要参数以及它们对现象学的影响？我尤其关注书中对于超对称破缺（supersymmetry breaking）机制的阐述，希望它能清晰地解释为何超对称粒子会出现在弱尺度，以及这些破缺机制的各种可能性。如果书中能涉及到一些关于暗物质、中微子质量等标准模型遗留问题的超对称解释，那将是锦上添花。

评分☆☆☆☆☆

这本《弱尺度超对称》的书名本身就足够吸引我了，"弱尺度" 这个词语在理论物理领域常常意味着与我们目前所能达到的能量尺度息息相关，这让我想象着书中可能深入探讨了超对称粒子在 LHC（大型强子对撞机）等实验中被探测到的可能性，以及与之相关的各种模型构建。我特别期待书中能够清晰地阐述超场（superfield）这个概念，毕竟它是理解超对称性最基础的工具之一。从超场到散射事件的过渡，暗示着理论的严谨性和与现实观测的联系，这让我对书中如何将抽象的数学框架与具体的物理现象联系起来充满了好奇。也许书中会详细讲解一些重要的超对称模型，比如 MSSM（最小超对称标准模型），并分析其在解释标准模型之外的一些难题，如中微子质量、暗物质等方面的潜力。我希望书中不仅仅是罗列公式，更能通过生动的讲解和恰当的比喻，让像我这样的物理爱好者能够理解那些深奥的概念，例如超对称破缺（supersymmetry breaking）机制，以及它如何影响超对称粒子的质量谱。这本书的标题承诺了一个从理论基石到实验验证的完整旅程，这无疑是我在阅读理论物理书籍时最看重的一点。我希望书中能有一些关于未来实验方向的展望，或者对现有实验数据的深入解读，以便更好地指导我的学习和研究。

评分☆☆☆☆☆

在翻阅《弱尺度超对称》这本书之前，我对于超对称性（Supersymmetry, SUSY）的理解大多停留在概念层面，知道它是一种将玻色子与费米子联系起来的对称性，并且可能解决标准模型的一些问题。然而，"弱尺度" 这个限定词立刻吸引了我的注意，它暗示了本书的重点将放在那些可能在当前或不久的将来实验中得以验证的超对称模型上。我非常期待书中能够细致地介绍“超场”（superfield）的构造原理，理解它是如何将粒子和其超对称伙伴统一在一个框架内的。从超场到“散射事件”的描述，则预示着本书将着重于理论的可观测性，即如何从理论预测的超对称粒子相互作用中推导出可供实验验证的信号。我希望书中能对一些具体的“弱尺度”超对称模型进行深入分析，比如是否探讨了超出MSSM的模型，或者对MSSM的参数空间进行了细致的划分和讨论。特别是关于超对称破缺（supersymmetry breaking）的机制，我希望能够有详细的阐述，理解它如何影响超对称粒子的质量，以及为何这些粒子可能出现在“弱尺度”的能量范围内。此外，书中能否涉及一些关于暗物质候选者（如中性微子）的超对称解释，或者对LHC等实验搜寻超对称粒子信号的最新进展进行梳理和解读，也将是极其吸引我的部分。

评分☆☆☆☆☆

《弱尺度超对称》这个书名本身就极具吸引力，特别是“弱尺度”这个词，预示着这本书会聚焦于那些可能在当前或未来实验中被证实的超对称模型。我非常期待书中能够深入浅出地介绍“超场”（superfield）这个概念，它是理解超对称性最核心的工具之一。从超场到“散射事件”的描述，则暗示着本书将把理论的严谨性与实际的观测联系起来，我希望书中能够清晰地阐述如何从超对称理论的框架推导出可观测的物理现象。这本书的重点很可能在于探讨具体的“弱尺度”超对称模型，比如MSSM，并分析其在解决标准模型难题（如层级问题、暗物质等）方面的表现。我尤其希望能看到书中对超对称破缺（supersymmetry breaking）机制的详细讲解，理解它是如何影响超对称粒子的质量，从而使得它们可能出现在我们目前可达到的能量尺度。对于实验物理爱好者而言，如果书中能够涵盖一些关于如何在LHC等实验中搜寻超对称粒子信号的讨论，或者对现有实验数据进行深入解读，那么这本书无疑将是一本不可多得的宝贵参考。

评分☆☆☆☆☆

一本以“弱尺度超对称”为题的书，无疑会吸引那些对粒子物理前沿和实验观测有着浓厚兴趣的读者。这让我预感到，本书将是一次从抽象理论到具体实验观测的精彩旅程。“超场”（superfield）作为超对称理论的基石，其在书中的地位不言而喻，我希望本书能够清晰地解析其构造和性质，帮助我建立起对超对称性的直观认识。而从“超场”到“散射事件”的过渡，则意味着本书将聚焦于理论预测的可检验性，即如何从超对称的理论框架中推导出可供粒子加速器实验检验的信号。我期待书中能够详细介绍一些与“弱尺度”超对称相关的具体模型，例如MSSM，并深入分析其在解释标准模型之外的某些现象（如暗物质、宇宙学常数等）时的潜力。特别是关于超对称破缺（supersymmetry breaking）机制的阐述，我希望能够得到详尽的解释，理解它是如何影响超对称粒子的质量谱，从而使得它们可能在弱尺度范围内被探测到。此外，如果书中还能包含一些关于如何设计实验来搜寻这些弱尺度超对称粒子的讨论，或者对现有实验数据进行分析解读，那么这本书无疑将具有极高的价值。