粒子宇宙学导论:宇宙学标准模型及其未解之谜 - 中国高校教材图书网
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| 内容简介： |
过去的20年间，宇宙学从一门猜想性的纯理论学科发展为十分活跃的精确理论，并给我们提供了测试高能物理学新的契机.宇宙学标准模型是粒子物理标准模型、广义相对论、宇宙暴胀假设的结合体，能够成功地解释很多宇宙观测现象，与此同时，很多观测结果必须要有新的物理模型来描述.
本书介绍粒子宇宙学的基本概念，涵盖大爆炸模型研究的主要方面（宇宙膨胀历史、大爆炸核合成、宇宙微波背景辐射、大尺度结构），以及对新物理的思考（暴胀、重子产生、暗物质、暗能量）.本书还介绍了许多有趣的最新物理发展.例如，使用如威尔金森微波各向异性探测器和普朗克卫星等实验来精确测量宇宙学参数，在大型强子对撞机上发现希格斯玻色子，迄今为止尚未发现任何超对称粒子的迹象，以及寻找原初引力波在普朗克卫星实验和南极宇宙泛星系偏振背景成像实验中的微波背景辐射极化信号可能留下的线索等.本书基于作者丰富的宇宙学授课经历，主要面向相关领域高年级本科生和研究生群体，同时兼顾对广义相对论、量子场论和粒子宇宙学等感兴趣但并不熟悉的普通读者.全书写作浅显易懂，内容组织易于查阅，是一本能够引领学生进入研究的学习指南。
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| 作者简介： |
卡西莫·斑比（Cosimo Bambi），男，意大利籍，1980年生.现任教于中国复旦大学物理系，是“谢希德特聘青年教授”.并主持过多项国家自然科学基金项目.他的研究领域涉及引力、高能天体物理和宇宙学等.他已在国际期刊上发表论文超过100篇，总被引用约2 500次，h因子为31.
艾·迪·多戈夫（Alexandre D. Dolgov），男，俄罗斯籍，1941年生.现任俄罗斯新西伯利亚州立大学教授和粒子物理与天体物理中心主任，也是理论与实验物理研究所（莫斯科）的主科学顾问.他发表有关宇宙学和粒子物理的论文已超过250篇，总被引用超过8 000次，h因子为43.
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| 章节目录： |
目录
前言
第1章 引论
1.1牛顿宇宙学的疑难
1.2宇宙学的标准模型
1.2.1Hubble定律
1.2.2大爆炸核合成
1.2.3宇宙微波背景辐射
1.3新物理的证据
1.3.1暴胀
1.3.2重子合成
1.3.3暗物质
1.3.4宇宙学常数问题
1.4宇宙的年龄和大小
1.5超出广义相对论的宇宙学模型
参考文献
第2章 广义相对论
2.1标量矢量张量
2.2测地方程
2.2.1牛顿力学
2.2.2相对论力学
2.3平直时空的能量和动量
2.4平直时空中的能动张量
2.5弯曲时空
2.6平直和弯曲时空中的场方程
2.7Einstein方程
习题
参考文献
第3章 粒子物理的标准模型
3.1费米子
3.1.1轻子
3.1.2夸克
3.2玻色子
3.2.1规范玻色子
3.2.2Higgs粒子
3.3Feynman图
3.4超出粒子物理的最小标准模型
3.4.1超对称模型
3.4.2大统一理论
3.4.3重中微子
3.4.4Peccei-Quinn模型
3.5粒子间的相互作用反应概率
习题
参考文献
第4章 宇宙学模型
4.1Friedmann-RobertsonWalker度规
4.4Friedmann方程组
4.3宇宙学模型
4.3.1Einstein宇宙
4.3.2物质主导的宇宙
4.3.3辐射主导的宇宙
4.3.4真空能主导的宇宙
4.4FRW度规的基本性质
4.5宇宙的年龄
4.6ΛCDM模型
4.7宇宙的命运
习题
参考文献
第5章 宇宙学中的动力学和热力学
5.1早期宇宙的热平衡
5.1.1一般特征
5.1.2动力学方程
5.1.3等离子体加热与熵守恒
5.2种类冻结
5.2.1退耦合与Gershtein-Zeldovich限制
5.2.2非相对论粒子的冻结
5.3中微子能谱与中微子种类的有效数值
习题
参考文献
第6章 暴胀
6.1暴胀的历史
6.2预暴胀宇宙学的问题
6.2.1暴胀动力学及其主要特征
6.2.2平直问题
6.2.3视界问题
6.2.4宇宙膨胀的起源
6.2.5平滑宇宙与原初等离子体的产生
6.2.6磁单极问题
6.3暴胀机制
6.3.1带有指数势的正则标量暴胀
6.3.2其他暴胀机制
6.4宇宙加热
6.4.1扰动产生
6.4.2非扰动现象
6.4.3参数共振
6.4.4引力场中的粒子产生
6.5引力波的产生
6.6密度扰动的产生
参考文献
第7章 重子合成
7.1重子合成的观测证据
7.2重子合成模型的一般特征
7.2.1Sakharov原理
7.2.2宇宙学中的CP破缺
7.3重子合成的模型
7.3.1通过重粒子衰变的重子合成
7.3.2电弱重子合成
7.3.3通过轻子的重子合成
7.3.4原初黑洞蒸发
7.3.5自发重子合成
7.3.6标量重子凝聚的重子合成
7.4宇宙学的反物质
习题
参考文献
第8章 大爆炸核合成
8.1宇宙中的轻元素
8.2弱相互作用的冻结
8.3正负电子湮灭
8.4氘瓶颈
8.5原初核合成
8.6重子丰度
8.7对新物理的限制
习题
参考文献
第9章 暗物质
9.1暗物质的观测证据
9.2暗物质候选者
9.2.1最轻的超对称粒子
9.2.2轴子
9.2.3超大质量粒子
9.2.4原初黑洞
9.3暗物质粒子的直接搜寻
9.4暗物质粒子的间接搜寻
习题
参考文献
第10章 宇宙微波背景
10.1重组与退耦
10.2描述扰动的公式
10.3CMB的各向异性
10.3.1原初各向异性
10.3.2次级各向异性
10.3.3极化各向异性
10.4原初扰动
10.5确定宇宙学参数
习题
参考文献
第11章 暗能量
11.1宇宙加速膨胀
11.1.1天文数据
11.1.2标量场导致加速膨胀
11.1.3修改引力论
11.2真空能的问题
参考文献
第12章 密度扰动
12.1牛顿引力理论下的密度扰动
12.2广义相对论下的密度扰动
12.2.1度规和曲率
12.2.2能动张量
12.2.3规范选择
12.2.4渐近平直时空中的扰动演化
12.2.5宇宙学扰动演化
12.2.6广义相对论下密度扰动的几个结论
12.3修改引力论中的密度扰动
12.3.1一般方程
12.3.2修改后的Jeans不稳定性
12.3.3时间依赖背景的效应
习题
参考文献
附录A 自然单位制
附录B 规范理论
附录C 场量子化
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| 精彩片段： |
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| 书 评： |
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| 其 它： |
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