راهنمای فیزیک مدرن ۲۰۲۳
Guide to Modern Physics 2023

این کتاب، راهنمایی عملی برای انجام محاسبات مقدماتی در فیزیک مدرن است. سطح علمی مطالب برای دانشجویان سال دوم علوم فیزیکی و مهندسی مناسب است. محاسبات در نرم‌افزار Mathematica انجام شده و بر تجسم گرافیکی، یکاها و پاسخ‌های عددی تاکید دارد. این فنون به دانشجو نشان می‌دهد که چگونه فیزیک را بدون درگیر شدن بیش از حد با ریاضیات بیاموزد. گرایش روزافزونی به معرفی روش‌های محاسباتی پیشرفته‌تر در دوره‌های فیزیک سطح پایین‌تر وجود دارد. Mathematica ابزاری منحصربه‌فرد است زیرا کدها به صورت “قابل خواندن برای انسان” نوشته می‌شوند، درست مانند زمانی که یک معادله سنتی را روی تخته می‌نویسیم.

ویژگی‌های کلیدی:

* خلاصه‌ای مختصر از مفاهیم فیزیک.

* بیش از 300 مثال حل‌شده در Mathematica.

* آموزشی برای مبتدیان جهت دستیابی سریع به نتایج.

کدهای تکمیلی این کتاب را می‌توانید در اینجا بیابید: https://physics.bu.edu/~rohlf/code.html

جیمز رولف استاد دانشگاه بوستون است. او در دوران تحصیلات تکمیلی خود، بر روی اولین آزمایشی کار کرد که با کالری‌متر، جت‌های هادرونی را فعال می‌کرد (Fermilab E260). پایان‌نامه‌ی او (با راهنمایی G. C. Fox و C. Barnes، R. P. Feynman، R. Gomez) از مدل Field و Feynman برای مقایسه‌ی جت‌های مشاهده‌شده از برخورد هادرون‌ها با جت‌های ناشی از برخورد الکترون-پوزیترون استفاده کرد و اصلاحات دقیق پذیرش را برای رسیدن به اولین اندازه‌گیری مقاطع پراکندگی کوارک-کوارک انجام داد. پایان‌نامه‌ی او در Nuclear Physics B171 (1980) 1 منتشر شده است. در حلقه‌های ذخیره‌سازی الکترونی کورنل، او بر روی کشف رزونانس Upsilon (4S) و استفاده از متغیرهای شکل رویداد جدید که توسط Stephen Wolfram و استاد راهنمای او، Geoffrey Fox، توسعه داده شده بود، کار کرد. او شناسایی ذرات کائون و مزون‌های افسون‌شده را برای تثبیت توالی واپاشی کوارک، b -> c انجام داد. در CERN، او بر روی کشف بوزون‌های W و Z و اندازه‌گیری خواص آن‌ها کار کرد. در حال حاضر، او بر روی آزمایش CMS (Compact Muon Solenoid) در برخورددهنده‌ی هادرونی بزرگ CERN (LHC) کار می‌کند که بوزون هیگز را کشف کرده و در جستجوی پدیده‌های جدید فراتر از مدل استاندارد است.

This is a “how to guide” for making beginning calculations in modern physics. The academic level is second year college physical science and engineering students. The calculations are performed in Mathematica, and stress graphical visualization, units, and numerical answers. The techniques show the student how to learn the physics without being hung up on the math. There is a continuing movement to introduce more advanced computational methods into lower-level physics courses. Mathematica is a unique tool in that code is written as “human readable” much like one writes a traditional equation on the board.

Key Features:

• Concise summary of the physics concepts.

• Over 300 worked examples in Mathematica.

• Tutorial to allow a beginner to produce fast results.

The companion code for this book can be found here: https://physics.bu.edu/~rohlf/code.html

James Rohlf is a Professor at Boston University. As a graduate student he worked on the first experiment to trigger on hadron jets with a calorimeter, Fermilab E260. His thesis (G. C. Fox, advisor, C. Barnes, R. P. Feynman, R. Gomez) used the model of Field and Feynman to compare observed jets from hadron collisions to that from electron-positron collisions and made detailed acceptance corrections to arrive at first the measurement of quark-quark scattering cross sections. His thesis is published in Nuclear Physics B171 (1980) 1. At the Cornell Electron Storage Rings, he worked on the discovery of the Upsilon (4S) resonance and using novel event shape variables developed by Stephen Wolfram and his thesis advisor, Geoffrey Fox. He performed particle identification of kaons and charmed mesons to establish the quark decay sequence, b –> c. At CERN, he worked on the discovery of the W and Z bosons and measurement of their properties. Presently, he is working on the Compact Muon Solenoid (CMS) experiment at the CERN Large Hadron Collider (LHC) which discovered the Higgs boson and is searching for new phenomena beyond the standard model.