مکانیک کوانتومی نسبیتی ۲۰۲۴
Relativistic Quantum Mechanics 2024

این کتاب که توسط دو تن از برجسته‌ترین چهره‌های فیزیک ذرات نوشته شده است، با عنوان «مکانیک کوانتومی نسبیتی: مقدمه‌ای بر میدان‌های کوانتومی نسبیتی»، یک معرفی کلاس‌محور از مبانی صوری و مفهومی نظریه میدان‌های کوانتومی ارائه می‌دهد. این متن برای دانشجویان فیزیک در مقاطع کارشناسی ارشد و دکترا طراحی شده و تنها به گذراندن دروس پیشین در مکانیک کلاسیک، نسبیت و مکانیک کوانتومی نیاز دارد.فصل‌های مقدماتی کتاب، خلاصه‌ای از نظریه نسبیت خاص و کاربرد آن در توصیف کلاسیک حرکت یک ذره آزاد و یک میدان را ارائه می‌دهند. سپس، نویسندگان فرمول‌بندی کوانتومی نظریه میدان را از طریق مثال ساده یک میدان نرده‌ای که توسط معادله کلاین-گوردون توصیف می‌شود، و همچنین تعمیم آن به مورد ذرات با اسپین ½ که توسط معادله دیراک توصیف می‌شوند، توضیح می‌دهند. آنها همچنین عناصر لازم برای ساختن نظریه‌های بنیادی مدل استاندارد برهم‌کنش‌های الکتروضعیف، یعنی الکترودینامیک کوانتومی و نظریه فرمی واپاشی بتای نوترون را ارائه می‌کنند. بسیاری از کاربردها در الکترودینامیک کوانتومی و فرآیندهای برهم‌کنش ضعیف به طور کامل مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند. این کتاب همچنین به موضوع روز نوسانات نوترینو می‌پردازد.

این کتاب درسی که به طور منطقی از مبانی تا کشفیات اخیر پیش می‌رود، پایه و اساس ضروری را برای دانشجویان فراهم می‌کند تا فیزیک نظری پیشرفته‌تر و فیزیک ذرات بنیادی را مطالعه کنند. این کتاب به آنها کمک می‌کند تا نظریه برهم‌کنش‌های الکتروضعیف و نظریه‌های پیمانه‌ای را درک کنند.

دو کتاب دوم و سوم این مجموعه را مشاهده کنید: برهم‌کنش‌های الکتروضعیف و مقدمه‌ای بر نظریه‌های پیمانه‌ای.

ویژگی‌های کلیدی نسخه جدید:

علاوه بر بازبینی کلی متن و فرمول‌ها، سه فصل جدید اضافه شده است.

· فصل 17 فرآیندهای واپاشی بتای دوتایی با و بدون انتشار نوترینو را معرفی و مورد بحث قرار می‌دهد. حالت دوم تنها فرآیندی است که قادر به تعیین ماهیت دیراک یا ماژورانا نوترینو است (که در فصل 13 مورد بحث قرار گرفته است). بحثی در مورد محدودیت‌های جرم نوترینو ماژورانا که اخیراً در چندین آزمایشگاه زیرزمینی به دست آمده، در این فصل گنجانده شده است.

· فصل 18 محاسبه طیف جرمی “کوارکونیا” (مزون‌های متشکل از یک جفت کوارک سنگین، چارم یا بیوتی) را به طور مشابه با طیف پوزیترونیوم که در فصل 12 مورد بحث قرار گرفت، نشان می‌دهد. این محاسبه وجود حالت‌های “غیرمنتظره” را آشکار کرده و منجر به شکل‌گیری حوزه جدید “هادرون‌های عجیب و غریب” شده است که در حال حاضر تحت بررسی فعال نظری و تجربی قرار دارد.

· فصل 19 تقریب بورن-اوپنهایمر را نشان می‌دهد که به طور گسترده در محاسبه مولکول‌های ساده استفاده می‌شود و کاربرد آن در فیزیک هادرون‌های عجیب و غریب حاوی یک جفت کوارک سنگین، با کاربرد در باریون‌های دوبار چارم مشاهده شده اخیر را بررسی می‌کند.

این کتاب الکترونیکی با حمایت مالی کنسرسیوم حامی انتشار دسترسی آزاد در فیزیک ذرات (SCOAP3) به صورت دسترسی آزاد منتشر شده است.

نسخه PDF این کتاب به صورت رایگان در دسترسی آزاد در آدرس www.taylorfrancis.com در دسترس است. این کتاب تحت مجوز Creative Commons Attribution-Non Commercial-No Derivatives 4.0 در دسترس قرار گرفته است.

Written by two of the most prominent leaders in particle physics, Relativistic Quantum Mechanics: An Introduction to Relativistic Quantum Fields provides a classroom-tested introduction to the formal and conceptual foundations of quantum field theory. Designed for advanced undergraduate- and graduate-level physics students, the text only requires previous courses in classical mechanics, relativity, and quantum mechanics.

The introductory chapters of the book summarise the theory of special relativity and its application to the classical description of the motion of a free particle and a field. The authors then explain the quantum formulation of field theory through the simple example of a scalar field described by the Klein–Gordon equation as well as its extension to the case of spin 1⁄2 particles described by the Dirac equation. They also present the elements necessary for constructing the foundational theories of the standard model of electroweak interactions, namely quantum electrodynamics and the Fermi theory of neutron beta decay. Many applications to quantum electrodynamics and weak interaction processes are thoroughly analysed. The book also explores the timely topic of neutrino oscillations.

Logically progressing from the fundamentals to recent discoveries, this textbook provides students with the essential foundation to study more advanced theoretical physics and elementary particle physics. It will help them understand the theory of electroweak interactions and gauge theories.

View the second and third books in this collection: Electroweak Interactions and An Introduction to Gauge Theories.

Key Features of the new edition:

Besides a general revision of text and formulae, three new chapters have been added.

· Chapter 17 introduces and discusses double beta decay processes with and without neutrino emission, the latter being the only process able to determine the Dirac or Majorana nature of the neutrino (discussed in Chapter 13). A discussion of the limits to the Majorana neutrino mass obtained recently in several underground laboratories is included.

· Chapter 18 illustrates the calculation of the mass spectrum of “quarkonia” (mesons composed by a pair of heavy, charm or beauty quarks), in analogy with the positronium spectrum discussed in Chapter 12. This calculation has put into evidence the existence of “unexpected” states and has led to the new field of “exotic hadrons”, presently under active theoretical and experimental scrutiny.

· Chapter 19 illustrates the Born-Oppenheimer approximation, extensively used in the computation of simple molecules, and its application to the physics of exotic hadrons containing a pair of heavy quarks, with application to the recently observed doubly charmed baryons.

This eBook was published Open Access with funding support from the Sponsoring Consortium for Open Access Publishing in Particle Physics (SCOAP3).

A PDF version of this book is available for free in Open Access at www.taylorfrancis.com. It has been made available under a Creative Commons Attribution-Non Commercial-No Derivatives 4.0 license.