序 iii |
第1章 古典的な場 1 |
1.1 粒子と場 1 |
1.2 離散的な力学系と連続的な力学系 4 |
1.3 古典的なスカラー場 7 |
共変な表記法 7 |
中性スカラー場 8 |
湯川ポテンシャル 10 |
複素スカラー場 12 |
1.4 古典的なMaxwellの場 15 |
基本的な場の方程式 15 |
ラグランジアンとハミルトニアン 17 |
ゲージ変換 18 |
1.5 量子力学におけるベクトルポテンシャル 19 |
Schroedinger理論による荷電粒子の取扱い 19 |
Aharonov-Bohrn効果と磁束の量子化 21 |
練習問題 23 |
第2章 輻射の量子論 25 |
2.1 古典的な輻射場 25 |
横波条件 25 |
Fourier展開と輻射振動子 27 |
2.2 生成演算子,消滅演算子,個数演算子 29 |
輻射場の量子化 29 |
光子の状態 33 |
フェルミオンの演算子 34 |
2.3 量子化された輻射場 36 |
輻射場の量子力学的な励起としての光子 36 |
輻射場のゆらぎと不確定性関係 40 |
古典的な記述の正当性 43 |
2.4 原子による光子の放射と吸収 44 |
光子の放射と吸収を表す行列要素 44 |
時間に依存する摂動論 48 |
原子による光子の自発放射 50 |
Planckの輻射則 56 |
2.5 Rayleigh散乱,Thomson散乱,Raman効果 58 |
Kramers-Heisenberg公式 58 |
Rayleigh散乱(光子-原子弾性散乱) 61 |
Thomson散乱(光子-電子散乱) 63 |
Raman効果(光子の非弾性散乱) 65 |
2.6 共鳴散乱と輻射減衰 66 |
2.7 分散関係と因果律 71 |
前方散乱振幅の実部と虚部 71 |
因果性と解析性 72 |
屈折率と光学定理 76 |
2.8 束縛された電子の自己エネルギー:Lambシフト 79 |
自己エネルギーの問題 79 |
原子準位のずれ 80 |
質量の繰り込み 84 |
BetheによるLambシフトの取扱い 86 |
練習問題 89 |
第3章 スピン1/2粒子の相対論的量子力学 93 |
3.1 相対論的量子力学における確率の保存 93 |
3.2 Dirac方程式 96 |
Dirac方程式の導出 96 |
保存する流れ 102 |
表示の任意性 103 |
3.3 単純な解;非相対論近似;平面波 106 |
大きい成分と小さい成分 106 |
静電的な問題に対する近似ハミルトニアン 107 |
静止している自由粒子 110 |
平面波解 113 |
3.4 相対論的共変性 118 |
Lorentz変換と回転 118 |
Dirac方程式の共変性 119 |
空間反転 124 |
簡単な例 126 |
3.5 双一次共変量 130 |
双一次共変量の変換性 130 |
電荷電流密度のGordon分解 135 |
自由粒子のベクトル共変量 138 |
3.6 Heisenberg表示によるDirac演算子 140 |
Heisenbergの運動方程式 140 |
運動における保存量 141 |
Dirac理論における“速度” 144 |
3.7 高速微細振動(ツィッターベヴェーグング)と負エネルギーの解 146 |
αとχの期待値 146 |
負エネルギー成分の存在 148 |
Kleinの逆理 149 |
3.8 中心力問題;水素原子 152 |
一般的な考察 152 |
水素原子 157 |
3.9 空孔理論と荷電共役変換 165 |
空孔と陽電子 165 |
Dirac理論によるThomson散乱 168 |
仮想的な電子-陽電子対の効果 173 |
荷電共役な波動関数 175 |
3.10 Dirac場の量子化 179 |
量子化を施さないDirac理論の困難 179 |
Dirac場の第二量子化 180 |
陽電子を表す演算子とスピノル 185 |
電磁相互作用と湯川型相互作用 193 |
3.11 弱い相互作用とパリティ非保存 196 |
相互作用の種類 196 |
粒子系のパリティ 196 |
Λハイペロンの崩壊 199 |
β崩壊の理論 208 |
2成分ニュートリノ 210 |
π中間子の崩壊とCPT定理 214 |
練習問題 219 |