格點量子色動力學導論 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉川 著

圖書標籤:

• 量子色動力學
• 格點QCD
• 粒子物理
• 理論物理
• 強相互作用
• 非微擾方法
• 計算物理
• 場論
• 誇剋膠子等離子體
• 數值模擬

齣版社： 北京大學齣版社

ISBN：9787301284841

版次：1

商品編碼：12165705

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-07-01

用紙：膠版紙

頁數：188

字數：236000

編輯推薦

　　量子色動力學是刻畫強相互作用的理論，是粒子物理標準模型的主要構成部分，是當代物理學的基礎理論之一。格點方法是目前難得的係統處理量子色動力學的非微擾方法，並隨著理論研究和計算機技術的進步産生齣越來越多的成果。
　　《格點量子色動力學導論》由國內格點場論界代錶人物之一——北京大學劉川老師編著，是劉老師多年科研和教學經驗的總結，講解係統而簡明。值得一提的是，本書除瞭對格點方法的介紹，同時也提供瞭對於量子場論、粒子物理的深入探討。本書無疑是格點場論領域研究生和青年學者的必備讀物，同時也值得粒子物理、量子場論領域的科研人員和研究生作為參考。

內容簡介

　　《格點量子色動力學導論》擬分為兩部分：d一部分屬於基礎知識；第二部分則屬於更為深入的課題。d一部分從路徑積分量子化的錶述開始，首先介紹格點標量場的理論。隨後，以格點標量場為例，簡要介紹瞭Wilson的重整化群的方法，並闡述它與統計物理中臨界現象的關係。隨後，簡要介紹瞭格點上的費米場和格點規範場的理論框架並給齣瞭格點量子色動力學的錶述。然後討論瞭格點量子色動力學的數值模擬過程以及數據處理方法。d一部分的最後的一章給齣瞭格點量子色動力學計算的若乾例子。一些更為深入的討論則放在瞭本書的第二部分：這包括Wilson格點量子色動力學的嚴格定義；手徵費米子問題等。

作者簡介

　　劉川，北京大學物理學院教授，北京大學理論物理研究所常務副所長。中國格點場論研究的領軍人物。主講過《平衡態統計物理學》、《理論力學》、《電動力學》、《量子場論》等多門本科生或研究生課程。當選2009年度北京大學十佳教師。

目錄

第一章引言
1 總體定位
2 格點QCD 的特點
3 一些曆史
第一部分基礎部分
第二章格點上的標量場
4 量子力學的模型
5 格點標量場
6 標量場論與臨界現象
第三章格點QCD
7 Grassmann 代數與相乾態
8 格點費米子場
9 費米子場的傳播子
10 格點上的規範場
11 Wilson 格點QCD
12 無窮重誇剋極限
第四章格點QCD 的數值模擬
13 重點抽樣與Monte Carlo 模擬
14 玻色型場論的基本算法簡介
15 含費米子場理論的數值模擬
16 Monte Carlo 數據的分析與處理
第五章格點QCD 中譜的計算
17 兩點關聯函數與強子譜的計算步驟
18 簡單介子譜的計算
19 簡單重子算符的構造及其關聯函數
20 從關聯函數到強子譜
21 格點上算符構造及相關點群的錶示
22 塗摩方法介紹
第二部分進階部分
第六章強子矩陣元的格點計算
23 局域復閤算符的重整化
24 π介子的電磁形狀因子
25 重子形狀因子的格點計算26 弱矩陣元的格點計算
第七章手徵性與格點費米子
27 Kogut-Susskind 費米子
28 疇壁費米子: 第五維無窮的情形
29 半無窮第五維時的疇壁費米子
30 第五維有限時的疇壁費米子
31 疇壁費米子的手徵性質
32 疇壁費米子的轉移矩陣描述與重疊公式
第八章格點作用量的改進
33 改進和tadpole 改進方案
34 Wilson 誇剋作用量的改進
附錄A 一些符號約定
附錄B 關於Yang-Mills 場的一些約定
參考書
索引

《量子場論的現代視角》 本書旨在為物理學研究生和研究人員提供一個堅實而現代的量子場論基礎。不同於許多側重於漸進展開和微擾計算的傳統教材，本書將從一個更一般的、非微擾的角度齣發，深入探討量子場論的深刻概念和強大工具。我們將聚焦於量子場論在理解基本粒子相互作用以及凝聚態物理中復雜現象方麵的核心作用。 核心內容與獨特視角： 本書的敘事綫將圍繞量子場論的幾個關鍵支柱展開，並強調其相互聯係： 對稱性與規範原理： 從拉格朗日量中對稱性的角色齣發，我們將係統地介紹諾特定理，並在此基礎上引齣規範對稱性。本書將詳細闡述楊-米爾斯理論，強調其在描述強相互作用（量子色動力學）和電弱相互作用中的普適性。我們將探討規範場論中的基本概念，如聯絡、協變導數以及規範不變性對物理過程的約束。 路徑積分形式： 路徑積分是理解量子場論的另一種強大且直觀的工具。本書將係統地介紹費曼路徑積分的構造，並闡述其在處理多粒子係統、計算關聯函數以及處理量子效應（如量子隧穿）中的優勢。我們將通過具體的例子，如自由場和相互作用場的路徑積分，展示其計算的技巧和應用。 重整化與普適性： 重整化是量子場論中最具挑戰性但也最成功的概念之一。本書將深入探討紫外發散的來源，並係統地介紹各種重整化方案（如最小有理減法、維度正則化）。我們將強調重整化群的概念，展示它如何揭示不同能量尺度下的物理行為，以及普適性在描述復雜係統中的重要性。本書將詳細討論重整化在理解臨界現象和量子相變中的應用。 拓撲學在場論中的應用： 近年來，拓撲學在量子場論中扮演著越來越重要的角色。本書將介紹一些基本的拓撲概念，如通量、沃丁數以及瞬子等拓撲激發。我們將探討拓撲量子場論（TQFT）的基本思想，以及它在弦論、凝聚態物理（如分數量子霍爾效應）等前沿領域的應用。 非微擾方法與格點場論的引入： 雖然本書的重點並非專門介紹格點量子色動力學，但我們會為理解這一強大工具奠定必要的基礎。我們將討論一些通用的非微擾方法，例如腎氏方程（Schwinger-Dyson equations）以及有效場論（effective field theory）的思想。本書將簡要介紹格點場論的思想，解釋它如何通過離散化時空來處理非微擾問題，並為理解格點量子色動力學提供概念上的鋪墊，強調其在數值模擬和解決傳統解析方法難以處理的問題中的重要性。 本書特色： 概念驅動： 我們力求深入淺齣地解釋量子場論背後的核心概念，而不是僅僅羅列公式。 現代視角： 引入瞭近年來量子場論發展中的重要思想和工具，如拓撲學和非微擾方法的初步概念。 聯係實際： 在討論理論概念的同時，盡量聯係物理學中的實際應用，包括粒子物理和凝聚態物理。 循序漸進： 內容安排上由淺入深，旨在幫助讀者逐步建立起對量子場論的深刻理解。 豐富的例證： 穿插瞭大量精心設計的例題和推導過程，幫助讀者鞏固所學知識。 讀者對象： 本書適閤已具備經典力學、電動力學、量子力學以及狹義相對論基礎知識的物理學研究生，也適閤對量子場論感興趣的博士後研究人員和高年級本科生。 學習目標： 通過學習本書，讀者將能夠： 理解量子場論的基本框架及其與經典場論的區彆。 掌握對稱性、規範原理以及它們在構建基本相互作用模型中的作用。 熟練運用路徑積分形式進行量子場論的計算。 理解重整化過程的物理意義和數學技巧，並掌握重整化群的應用。 初步認識拓撲學在量子場論中的重要性。 為進一步深入學習更專業的量子場論分支（如量子色動力學、弦論等）打下堅實基礎。 本書力求成為讀者進入廣闊而迷人的量子場論世界的理想起點，開啓探索宇宙最深層奧秘的旅程。

評分☆☆☆☆☆

這本書，我剛拿到手，還沒來得及細細品讀，但僅從目錄和前言來看，就充滿瞭誘惑力。作為一個長期在理論物理領域摸爬滾打的研究者，對於“格點量子色動力學”這個詞匯，早已是如雷貫耳，它是理解強相互作用本質的利器，也是連接QCD理論與實驗觀測的橋梁。我一直很想係統地學習一下這方麵的知識，而這本書的齣現，恰好填補瞭我知識體係中的一塊空白。書名中的“導論”二字，預示著它會從基礎概念講起，循序漸進地帶領讀者進入這個復雜而迷人的領域。我特彆期待它能清晰地解釋格點規範理論的基本原理，如何離散時空，如何引入狄拉剋費米子，以及如何進行數值模擬，比如濛特卡洛方法在其中的應用。同時，我也想瞭解書中會如何介紹QCD的拉格朗日量，以及在格點上如何重構齣連續理論的性質。要知道，從離散的格點走嚮連續的物理實在，這本身就是一個充滿挑戰的過程，需要嚴謹的數學推導和巧妙的物理近似。我希望這本書能在這方麵給予我深刻的啓示，讓我不僅知其然，更能知其所以然。此外，這本書的齣版，對於國內QCD研究者而言，無疑是一件大事。以往，許多前沿的研究資料和教材都以英文為主，雖然我能閱讀，但總歸不如母語教材來得親切和高效。現在有瞭這樣一本高質量的中文導論，我相信會極大地降低國內學者，尤其是年輕學生入門QCD格點方法的門檻，從而促進國內QCD研究的整體水平。我迫不及待地想翻開它，開始我的學習之旅。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的期待，更多地源於它所承載的那個宏大而神秘的領域——量子色動力學。想象一下，構成我們宇宙萬物的基本粒子，質子和中子，它們的內部並不是均勻的，而是由更小的、由強力緊密束縛在一起的誇剋和膠子構成的。而量子色動力學，就是描述這種強相互作用的理論。但是，QCD的數學形式非常復雜，尤其是在低能區域，微擾理論失效，我們無法簡單地通過數學計算來預測物理現象。這時候，格點量子色動力學就登場瞭，它將時空離散化，使得我們可以通過數值模擬來“計算”QCD的性質。這本書的齣現，對於我這樣一個對粒子物理充滿好奇但缺乏專業背景的業餘愛好者來說，是一個巨大的福音。我希望能在這本書中找到對QCD基本概念的通俗易懂的解釋，例如誇剋的色荷、膠子的傳遞，以及漸近自由和禁閉現象。我尤其希望它能詳細闡述格點方法是如何剋服QCD的低能難題的，比如如何利用濛特卡洛方法進行數值積分，如何處理費米子的符號問題，以及如何從格點計算結果中提取齣可觀測的物理量，例如粒子的質量譜、衰變寬度等等。我希望這本書能夠用清晰的語言和恰當的比喻，將這些抽象的概念具象化，讓我能夠直觀地理解QCD的奇妙世界。同時，我也非常關注本書在範例和案例方麵的呈現，如果能有具體的計算實例，哪怕是簡化的模型，那我將受益匪淺。這本書，對我而言，不僅僅是一本書，更是通往理解宇宙深層奧秘的一扇窗戶，一架通往前沿物理的大橋。

評分☆☆☆☆☆

我對物理學的熱愛，促使我不斷地探索那些最深奧、最前沿的理論。而“格點量子色動力學”，無疑是其中一個極具吸引力的分支。它以一種獨特的方式，試圖解決QCD在低能區域的計算難題。這本書的齣現，讓我感到振奮，因為我一直想係統地學習格點QCD的理論框架和數值方法。我期待書中能夠詳細介紹QCD的拉格朗日量，以及在格點上如何重新構造這個理論，比如如何選擇閤適的格點作用量，如何處理自鏇和味度的自由度，以及如何進行規範對稱性的保持。我尤其希望書中能深入講解格點QCD的數值模擬技術，包括濛特卡洛算法、重采樣技術、以及如何進行有限體積和連續極限的外推。我知道，這些計算過程是非常耗費資源的，所以我對如何優化算法、如何提高模擬效率，以及如何進行誤差分析，都充滿瞭濃厚的興趣。這本書，對我而言，是一份珍貴的學習資源，它將幫助我深入理解QCD的非微擾性質，並為我未來從事相關的研究打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字，讓我立刻聯想到那個將我們帶入微觀世界、解釋物質構成和相互作用的宏大理論——量子色動力學。但QCD的復雜性，尤其是低能區域的奇特行為，一直是個難解的謎團。而“格點”二字，則暗示著一種全新的、更具操作性的解決途徑。我非常期待這本書能為我揭示，格點量子色動力學究竟是如何工作的？它如何將連續的時空“切割”成一個個離散的“格子”，從而將復雜的QCD方程轉化為可以用計算機解決的數值問題？我希望書中能夠詳細介紹格點規範理論的基本概念，包括格點上的場如何定義，如何計算誇剋和膠子的傳播子，以及如何通過數值模擬來探索QCD的禁閉現象和漸近自由性。同時，我也對書中關於濛特卡洛模擬方法的介紹充滿期待，比如如何進行隨機采樣，如何計算物理觀測量，以及如何處理計算中的各種誤差。這本書，對我來說，將是開啓我理解QCD非微擾性質的一把金鑰匙，它將帶領我深入探索QCD那神秘而迷人的世界。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字，讓我眼前一亮，也勾起瞭我對粒子物理學最基本也是最深刻的問題的思考。質子和中子，這些構成我們物質世界的基石，它們的內部到底是什麼樣的？它們為什麼不會輕易地“散架”？量子色動力學，就是解釋這一切的理論。但是，QCD的數學形式極其復雜，尤其是在低能區域，直接求解幾乎是不可能的。而格點量子色動力學，則是一種通過數值方法來探索QCD奧秘的強大工具。我希望這本書能為我解釋，究竟什麼是“格點”，為什麼我們要把時空“離散化”？離散化的過程是如何進行的？以及，在這種離散的時空中，我們如何來定義和計算誇剋和膠子的行為？我特彆期待書中能介紹一些關於格點QCD數值模擬的“黑魔法”，比如濛特卡洛算法是如何工作的，如何進行場的采樣，如何計算各種物理量，以及如何處理計算中的誤差和不確定性。我知道，這需要大量的計算資源，而我一直對如何優化這些計算過程，如何提高模擬的效率，充滿瞭興趣。這本書，就像一本藏寶圖，指引著我去發現QCD這個隱藏在物質深處的寶藏。我迫不及待地想知道，它會如何揭示QCD那令人著迷的性質。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的期待，更多地源於它所承載的那個充滿神秘和挑戰的領域——量子色動力學（QCD）。QCD是描述強相互作用的基本理論，但它的復雜性，尤其是在低能區域，使得我們難以通過解析方法來精確預測物理現象。而“格點量子色動力學”（Lattice QCD）則提供瞭一種強大的數值計算方法，將QCD的非微擾性質變得可計算。我希望這本書能夠從零開始，清晰地闡述格點QCD的基本原理，包括時空離散化的概念，格點上的規範場和費米子的引入，以及格點QCD的拉格朗日量。我特彆期待書中能深入講解格點QCD的數值模擬技術，例如濛特卡洛方法在場配置采樣中的應用，如何計算格林函數，以及如何提取齣物理可觀測量，如粒子的質量譜、耦閤常數等。我知道，格點QCD的計算非常耗費資源，因此，關於如何優化計算效率、如何處理費米子的符號問題以及如何進行誤差分析的討論，對我來說至關重要。這本書，對我而言，將是我理解QCD非微擾性質、掌握格點QCD計算技術的一扇重要窗口，是我通往粒子物理前沿研究的重要一步。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對宇宙萬物運行規律充滿好奇的求知者，我一直對“強相互作用”這個概念心生敬畏。它是如此強大，以至於能夠將極小的誇剋和膠子牢牢地束縛在一起，形成我們熟悉的質子和中子。而“量子色動力學”，就是描述這種力的理論。然而，QCD的數學錶達極其復雜，尤其是在低能強相互作用領域，傳統的微擾方法幾乎失效。這正是“格點量子色動力學”大顯身手的時候。我非常期待這本書能為我詳細解釋，究竟是什麼讓格點方法如此獨特？它如何通過離散時空，將連續的QCD方程轉化為可計算的離散方程？我希望書中能夠深入剖析格點規範理論的基本構成，包括格點上的規範場如何定義，費米子如何引入，以及最重要的，如何進行數值模擬。特彆是關於濛特卡洛方法在格點QCD中的應用，我希望能找到清晰的解釋，例如如何進行場配置的采樣，如何計算格林函數，以及如何從大量的采樣數據中提取齣物理信息。這本書，在我看來，不僅是一本教科書，更是一扇窗戶，讓我能夠窺探到QCD的內部運作機製，理解它如何塑造著我們物質世界的基石。

評分☆☆☆☆☆

作為一個剛開始接觸理論物理研究生課程的學生，我對“格點量子色動力學”這個概念感到既興奮又有些畏懼。興奮的是，它代錶著現代物理學中最具挑戰性和前沿性的領域之一；畏懼的是，它所涉及的數學工具和物理概念都相當深奧。我的導師強烈推薦我學習這本書，並認為它是我深入理解QCD理論和粒子物理實驗的基礎。我期待這本書能夠為我打下堅實的理論基礎，讓我能夠理解QCD拉格朗日量的基本形式，以及在格點規範理論中如何引入狄拉剋費米子和處理規範場。我尤其希望它能詳細講解格點QCD的數值模擬方法，例如如何進行濛特卡洛采樣，如何計算格林函數，以及如何處理自鏇和味度的自由度。我知道，格點QCD的計算是齣瞭名的“計算密集型”任務，需要強大的計算資源和精密的算法。因此，我希望書中能對這些數值方法進行深入的剖析，並介紹一些常用的模擬技術和優化策略。此外，我非常期待書中能夠介紹一些格點QCD在解決具體物理問題上的應用，比如計算強子質量、核子結構、強子衰變以及誇剋-膠子等離子體性質等。我相信，通過學習這些案例，我能更好地理解格點QCD的物理意義和實際應用價值。這本書，對我來說，將是開啓研究生學習生涯中一個重要篇章的鑰匙，是我通往QCD研究領域的第一站。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵，當我第一眼看到時，就給我一種厚重而嚴謹的感覺。作為一名理論物理的研究生，我對量子色動力學（QCD）一直抱有濃厚的興趣，特彆是它在描述強相互作用方麵的成功。然而，QCD在低能區域的非微擾性質，常常使得直接求解變得異常睏難。而“格點量子色動力學”正是應對這一挑戰的強大工具。我希望這本書能夠係統地介紹格點QCD的理論基礎，從離散化時空的概念講起，深入講解格點規範理論的數學框架，包括格點上的拉格朗日量、狄拉剋費米子的處理以及規範對稱性的保持。同時，我也非常期待書中能夠詳細闡述格點QCD的數值模擬技術，如濛特卡洛方法、重采樣技術，以及如何進行有限體積和連續極限的外推。我知道，這些計算是齣瞭名的“計算密集型”任務，因此，對如何優化算法、提高計算效率以及進行誤差分析的介紹，對我來說將是極其寶貴的。這本書，對我而言，不僅僅是一本教材，更是一份指引，它將幫助我深入理解QCD的非微擾性質，並為我未來在相關領域的研究打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我一直對強相互作用和誇剋-膠子之間的復雜關係著迷，而“格點量子色動力學”這個詞匯，在我看來，就如同為這個復雜體係打開瞭一扇神奇的數學之門。這本書的齣現，對我而言，仿佛是沙漠中的一片綠洲。我希望能在這本書中找到關於QCD禁閉機製的清晰解釋，究竟是什麼力量讓誇剋和膠子被牢牢地束縛在質子和中子之中，而我們卻無法將它們單獨分離齣來？格點理論是如何在數學上描述和實現這種禁閉的？我期待書中能夠深入淺齣地講解格點規範理論的數學框架，比如如何將連續時空網格化，如何定義格點上的場算符，以及如何處理拓撲結構等問題。同時，我也想瞭解格點QCD在計算低能QCD現象方麵的優勢，例如計算重子的質量譜、介子的衰變常數，以及計算誇剋-膠子等離子體的相變行為等等。我知道，這需要大量的數值計算，而我對具體的數值模擬技術，比如濛特卡洛方法，以及如何進行有效的小數分解，如何處理費米子的符號問題，都充滿瞭好奇。我希望這本書能夠為我詳細介紹這些技術細節，並提供一些可以參考的算法思路。這本書，對於我來說，不僅僅是知識的傳遞，更是一種思維方式的啓迪，是對自然界最深層力量的探索。