| 1章 量子力学と相対論 1 |
| 1.1 素粒子とは 1 |
| 1.2 量子力学 2 |
| 1.2.1 粒子と波動 2 |
| 1.2.2 不確定性原理と仮想的粒子 3 |
| 1.2.3 量子力学の基本的仮定 4 |
| 1.2.4 粒子のスピンと統計性 6 |
| 1.3 (特殊)相対性理論 7 |
| 1.3.1 光速度と4元ベクトル 7 |
| 1.3.2 2粒子崩壊の相対論的運動学 9 |
| 1.3.3 2粒子衝突の相対論的運動学 10 |
| 1.4 ディラック方程式 11 |
| 1.4.1 アインシュタインの関係式 11 |
| 1.4.2 ディラック方程式 12 |
| 1.4.3 ディラック方程式の解 15 |
| 1.4.4 ディラック波動関数の共変性と作用 10 |
| 1.4.5 γ5と擬スカラー,擬ベクトル 19 |
| 1.5 電子と陽電子 22 |
| 1.6 ディラック波動関数の荷電共役変換 25 |
| 1.7 エネルギーの単位と自然定数 27 |
| 1.7.1 エネルギー・運動量・質量の単位 27 |
| 1.7.2 電気素量 28 |
| 1.7.3 長さの単位 28 |
| 1.8 自然単位系 29 |
| 2章 クォークと強い相互作用 31 |
| 2.1 原子と原子核 31 |
| 2.1.1 原子の構造と原子核の存在 31 |
| 2.1.2 原子の広がり 33 |
| 2.1.3 中性子の発見 33 |
| 2.2 湯川理論 34 |
| 2.2.1 核力 34 |
| 2.2.2 湯川理論 35 |
| 2.3 アイソスピン(荷重スピン) 38 |
| 2.4 時間反転とパイ粒子のスピン 40 |
| 2.5 空間反転とパリティ 42 |
| 2.6 パイ粒子のパリティ 44 |
| 2.7 共鳴状態 45 |
| 2.8 ハドロン 48 |
| 2.9 反粒子と荷電共役 51 |
| 2.10 ストレンジ(奇妙な)粒子 53 |
| 2.11 クォーク模型 54 |
| 2.12 ストレンジクォークとカイラル対称性 59 |
| 2.13 クォークの"色"と"香り" 64 |
| 3章 スケーリングとクォーク・パートン模型 67 |
| 3.1 クーロン力による散乱 67 |
| 3.2 核子の形状因子 71 |
| 3.3 深非弾性散乱 74 |
| 3.4 パートン模型 79 |
| 3.5 電子・陽電子衝突でのジェット 83 |
| 4章 レプトンと弱い相互作用 89 |
| 4.1 ベータ崩壊 89 |
| 4.2 ニュートリノと"弱い相互作用" 91 |
| 4.3 中性子の崩壊確率と"弱い相互作用"の強さ 93 |
| 4.3.1 崩壊確率とフェルミの黄金律 93 |
| 4.3.2 ベータ崩壊 94 |
| 4.4 ニュートリノの実験的検証 97 |
| 4.5 ニュートリノと電子数保存 102 |
| 4.6 パリティ非保存 104 |
| 4.7 μ粒子と世代 107 |
| 4.8 中性K粒子 110 |
| 4.8.1 強い相互作用での中性K粒子 110 |
| 4.8.2 弱い相互作用での中性K粒子 112 |
| 4.8.3 崩壊確率行列 114 |
| 4.9 中性K粒子の再生とCP非保存 116 |
| 4.9.1 中性K粒子の"再生"現象 116 |
| 4.9.2 CP非保存 120 |
| 5章 ゲージ原理とQCD(量子色力学) 124 |
| 5.1 マックスウェル(Maxwell)方程式とゲージ不変性 124 |
| 5.2 光子とゲージ原理 128 |
| 5.3 SU(2)とSU(3) 133 |
| 5.4 QCD(量子色力学)と漸近的自由性 142 |
| 5.5 クォークの閉じ込め 152 |
| 6章 電弱統一ゲージ理論 158 |
| 6.1 弱い相互作用のベクトル粒子 158 |
| 6.2 対称性の自発的破れとヒッグス粒子 168 |
| 6.3 ヒッグス機構とゲージ粒子の質量 172 |
| 6.4 SU(2)×U(1)ゲージ理論 175 |
| 6.5 中性カレントと荷電カレント 181 |
| 6.6 クォーク・レプトンの質量と中性カレント 188 |
| 6.7 クォーク混合行列とCPの破れ 195 |
| 7章 大統一・超対称性とヒッグス粒子 201 |
| 7.1 大統一理論 201 |
| 7.2 ニュートリノの質量 209 |
| 7.3 陽子崩壊 214 |
| 7.4 ゲージ階層性 219 |
| 7.5 テクニカラーと複合模型 220 |
| 7.6 超対称性 222 |
| 8章 重力を含む統一理論 228 |
| 8.1 重力量子論の発散の問題 228 |
| 8.2 超弦理論 233 |
| 8.2.1 弦理論に発散がないのはなぜか 233 |
| 8.2.2 共形不変性と臨界次元 240 |
| 8.2.3 開いた弦と閉じた弦 246 |
| 8.2.4 超弦理論 249 |
| 付録 253 |
| A 電磁気学の単位系 253 |
| B ベクトル解析での役に立つ公式 256 |
| C 崩壊と散乱の相対論的運動学 258 |
| D 場の理論の簡単なまとめ 263 |
| E U(1),SU(N)群とその無限小演算子 264 |
| さらに勉強したい人のために 269 |
| 索引 273 |
