量子场论

内容概要

段一士，男，汉族，祖籍四川武胜县，1927年生于北京，著名理论物理学家，教授，博士生导师。1951年毕业于南京大学前身金陵大学，1953年至1956年在苏联莫斯科大学物理系学习，获副博士学位，1956年至1957年在苏联Dubna联合核子研究所工作，1957年回国后至今在兰州大学物理系（现物理学院）任教，历任兰州大学物理系主任，理论物理研究所所长、名誉所长，中国高能物理学会理事，中国物理学会理事，甘肃省物理学会理事长、名誉理事长。从事群论、量子场论、粒子物理、广义相对论、拓扑场论等方面的教学和科研工作，取得了许多重要研究成果。在国际上首先提出引力场的广义协变守恒定律、规范势可分解及其内部结构理论，并建立了拓扑场论中严格的拓扑流理论。多次受邀赴美国、意大利等国家讲学。多年来为我国培养了许多理论物理方面的优秀人才，在国内外享有崇高声誉，曾获国家自然科学奖、教育部科技进步奖、中国人民解放军科技进步奖。1984年被评为全国优秀教师，1990年被评为全国高等学校先进科技工作者。

书籍目录

目录

第一章绪论

1组成物质的粒子

2量子场论研究的对象

第二章场的运动方程式和守恒定律

3狭义相对论与标量场方程式

4矩阵空间与旋量

5旋量场方程式

6向量场方程式

7场函数的变换规律

8场论中的Lagrange（拉格朗日）原理

9经典力学中的广义守恒原理

10场论中的广义守恒原理

11能量、动量、张量与能量、动量守恒定律

12角动量张量与角动量守恒定律

13电流密度向量与电荷守恒定律

14经典场论的总结与常用单位

第三章自由场的二次量子化

15二次量子化的基础和量子场论的基本假设

16Schrodinger表象与Heisenberg表象

17δ（x）、6±（x）、θ±（x）、γ（x）和ε（x）等五种函数的性质

18产生和消灭粒子的算符与场函数的傅里叶表示

19实标量场的二次量子化

20实标量场函数ψ（x）的对易关系式与△（x）、△（1）（x）函数

21复标量场的二次量子化

22向量场或电磁场的二次量子化

23电磁场函数Ai（x）的对易关系式与D（x）、D（1）（x）函数

24A±和∑±投影算符与旋量场函数的傅里叶表示

25旋量场的二次量子化

26旋量场函数ψ（x）和ψ（x）的反对易关系式与S（ψ）、S（1）（x）两矩阵函数

27电荷共轭变换

28场方程式的格林函数与Feynman函数

29N—乘积、p—乘积和T—乘积

30场论中常用奇异函数的环路积分表示

第四章场的相互作用与S矩阵（量子电动力学）

31场的相互作用的Lagrange函数

32场在相互作用情况下的运动方程式与相互作用哈密顿H

33相互作用表象

34U（t，t0）矩阵和它的性质

35S矩阵和它在量子电动力学中的形式

36T—乘积展开的Wick定理和S矩阵的展开式

37S矩阵的Feynman图解

38Furry关于电子封闭内线的定理

39S矩阵的矩阵元素

40S矩阵的动量表象

41粒子反应的概率和截面

42光子或电子的自旋状态的求和与平均的公式

43在相对论情况下的Rutherford散射问题

44光子和电子的散射（Compton效应）

45正负电子对湮没为两个光子

附录：关于Feynman图解问题的补充材料

作者简介

本书是作者长期讲授量子场论课程的经验总结，本书的讲义在兰州大学使用多年，是我国最早的量子场论教材之一。

本书第一章介绍了量子场论的研究对象：粒子和标准模型,便于初学者结合粒子物理这个量子场论的研究对象学习场论。第二章是经典场论，从四维时空的力学量算符化导出几类粒子的相对论量子力学波动方程。以作者早期提出的广义守恒定理，统一描述了场的守恒定律、守恒荷与微量变换的关系。第三章是自由场的量子化，第四章是场的相互作用S矩阵，均以量子电动力学为主，强调其方法可以推广到弱电统一理论和量子色动力学。本书内容化难为易、言简意赅、一语道破而不失深刻内涵。

本书可作为高等学校量子场论课程的教材，也可供粒子物理学工作者参考。

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