| 目次 |
| 序 ix |
| 本書の表記について xi |
| 第1章 素粒子物理の概観 1 |
| 1.1 はじめに 1 |
| 1.2 標準模型の構築 3 |
| 1.3 レプトン 4 |
| 1.4 クォークとクォーク系 5 |
| 1.5 軽いクォーク系のスペクトル 7 |
| 1.6 その他のクォーク 13 |
| 1.7 クォークの色 16 |
| 1.8 核子による電子の散乱 21 |
| 1.9 素粒子の加速器 23 |
| 1.10 単位系 25 |
| 第2章 Lorentz変換 27 |
| 2.1 回転・等速推進・固有Lorentz変換 27 |
| 2.2 スカラーと反変・共変4元ベクトル 30 |
| 2.3 相対論的な場 31 |
| 2.4 Levi-Civitaテンソル 33 |
| 2.5 時間反転と空間反転 33 |
| 練習問題 34 |
| 第3章 Lagrange形式 37 |
| 3.1 Hamiltonの原理 37 |
| 3.2 エネルギーの保存 39 |
| 3.3 連続系 41 |
| 3.4 Lorentz共変な場の理論 43 |
| 3.5 Klein-Gordon方程式 44 |
| 3.6 エネルギー・運動量テンソル 46 |
| 3.7 複素スカラー場 48 |
| 練習問題 49 |
| 第4章 古典電磁気学 51 |
| 4.1 Maxwell方程式 51 |
| 4.2 電磁場のラグランジアン密度 53 |
| 4.3 ゲージ変換 54 |
| 4.4 Maxwell方程式の解 55 |
| 4.5 空間反転 57 |
| 4.6 荷電共役変換 58 |
| 4.7 光のスピン 58 |
| 4.8 電磁場のエネルギー密度 60 |
| 4.9 質量を持つベクトル場 61 |
| 練習問題 62 |
| 第5章 Dirac方程式とDirac場 65 |
| 5.1 Dirac方程式 66 |
| 5.2 Lorentz変換とLorentz不変性 68 |
| 5.3 パリティ変換 71 |
| 5.4 スピノル 72 |
| 5.5 γ行列 72 |
| 5.6 ラグランジアン密度の実数化 74 |
| 練習問題 74 |
| 第6章 自由空間におけるDirac方程式の解 77 |
| 6.1 静止しているDirac粒子 77 |
| 6.2 Dirac粒子のスピン 78 |
| 6.3 平面波とヘリシティ 80 |
| 6.4 負エネルギーの解 82 |
| 6.5 Dirac場のエネルギーと運動量 84 |
| 6.6 m=0の場合：ニュートリノ 85 |
| 練習問題 87 |
| 第7章 荷電粒子場の電磁力学 89 |
| 7.1 確率密度と確率の流れ 89 |
| 7.2 電磁場を伴うDirac方程式 91 |
| 7.3 ゲージ変換と対称性 92 |
| 7.4 荷電共役変換 93 |
| 7.5 ニュートリノと荷電共役変換 96 |
| 7.6 荷電スカラー場の電磁力学 96 |
| 7.7 低エネルギーの粒子とDiracの磁気能率 97 |
| 練習問題 99 |
| 第8章 場の量子化：量子電磁力学 101 |
| 8.1 ボゾン場とフェルミオン場の量子化 102 |
| 8.2 時間依存 104 |
| 8.3 摂動論 106 |
| 8.4 繰り込みと繰り込み可能性 109 |
| 8.5 電子の磁気能率 113 |
| 8.6 標準模型の量子化 115 |
| 練習問題 116 |
| 第9章 弱い相互作用：低エネルギー現象論 119 |
| 9.1 原子核のβ崩壊 119 |
| 9.2 x中間子の崩壊 121 |
| 9.3 レプトン数の保存 124 |
| 9.4 ミュー粒子の崩壊 125 |
| 9.5 ミュー・ニュートリノと電子の相互作用 127 |
| 練習問題 130 |
| 第10章 自発的な対称性の破れ 133 |
| 10.1 大域的な対称性の破れとGoldstoneボゾン 133 |
| 10.2 局所的な対称性の破れとHiggsボゾン 136 |
| 練習問題 138 |
| 第11章 電弱ゲージ場 139 |
| 11.1 SU(2)対称性 139 |
| 11.2 ゲージ場 142 |
| 11.3 SU(2)対称性の破れ 144 |
| 11.4 場の物理的な固定 146 |
| 練習問題 149 |
| 第12章 レプトンのWeinberg-Salam理論 151 |
| 12.1 レプトン2重項とWeinberg-Salam理論 151 |
| 12.2 レプトンのW+への結合 155 |
| 12.3 レプトンのZへの結合 157 |
| 12.4 レプトン数の保存と電荷保存 158 |
| 12.5 CP対称性 159 |
| 12.6 Lの室量項の一般化 161 |
| 練習問題 162 |
| 第13章 Weinberg-Salam理論の検証 165 |
| 13.1 ウィークボゾンの探素 165 |
| 13.2 W±ボゾンのレプトン化崩壊 167 |
| 13.3 Zボゾンのレプトン化崩壊 167 |
| 13.4 レプトンの世代数 170 |
| 13.5 部分幅の測定 170 |
| 13.6 Zボゾン生成の左右非対称とレプトン化崩壊の前後非対称 173 |
| 練習問題 174 |
| 第14章 クォークの電弱相互作用 177 |
| 14.1 ラグランジアン密度の構築 177 |
| 14.2 クォークの質量と小林-益川混合行列 179 |
| 14.3 KM行列のパラメーター表示 183 |
| 14.4 CP対称性とKM行列 185 |
| 14.5 低エネルギー極限における弱い相互作用 186 |
| 練習問題 187 |
| 第15章 ウィークボゾンの強粒子化崩壊 189 |
| 15.1Zボゾンの強粒子化崩壊 189 |
| 15.2 クォーク生成の非対称性 192 |
| 15.3 W±ボゾンの強粒子化崩壊 193 |
| 練習問題 194 |
| 第16章 強い相互作用の理論：量子色力学 195 |
| 16.1 局所的SU(3)ゲージ理論 195 |
| 16.2 重粒子と中間子の色ゲージ変換 199 |
| 16.3 閉じ込めと漸近的自由性 201 |
| 16.4 短距離のクォーク-反クォーク相互作用 205 |
| 16.5 クォーク数の保存 206 |
| 16.6 アイソスピン対称性 206 |
| 16.7 カイラル対称性 208 |
| 練習問題 210 |
| 第17章 量子色力学の計算 211 |
| 17.1 格子QCDと閉じ込め 211 |
| 17.2 チャーモニウムとボトモニウム 215 |
| 17.3 摂動的QCDと深非弾性散乱 217 |
| 17.4 摂動的QCDとe+e-衝突の物理 219 |
| 第18章 小林-益川行列 223 |
| 18.1 弱い相互作用によるクォークの半レプトン化崩壊 224 |
| 18.2 Vcbと｜Vvb｜ 225 |
| 18.3 Vudと原子核のβ崩壊 228 |
| 18.4 中性K中間子の崩壊におけるCP対称性の破れ 231 |
| 18.5 B中間子の崩壊におけるCP対称性の破れ 234 |
| 18.6 CPT定理 236 |
| 18.7 訳者補遺：KM行列の数値 236 |
| 練習問題 237 |
| 第19章 量子異常 239 |
| 19.1 Adler-Bell-Jackiw量子異常 239 |
| 19.2 電弱カレントにおける量子異常の相殺 241 |
| 19.3 レプトン数と重粒子数の量子異常 242 |
| 19.4 ゲージ変換と位相数 244 |
| 19.5 物質の不安定性と物質の起源 246 |
| 結言 247 |
| 付録A 線形代数の復習 249 |
| A.1 定義と表記 249 |
| A.2 n×n行列の性質 250 |
| A.3 Hermite行列とユニタリー行列 252 |
| 練習問題 254 |
| 付録B 標準模型で扱う群 255 |
| B.1 群の定義 255 |
| B.2 座標軸の回転とSO(3) 256 |
| B.3 SU(2) 259 |
| B.4 SL(2,C)と固有Lorentz群 261 |
| B.5 Pauli行列の変換 263 |
| B.6 スピノル 265 |
| B.7 SU(3) 266 |
| 練習問題 267 |
| 付録C 消滅演算子・生成演算子 269 |
| C.1 調和振動子 269 |
| C.2 ボゾン系 271 |
| C.3 フェルミオン系 272 |
| 練習問題 272 |
| 付録D 部分子模型 275 |
| D.1 核子を標的とした電子の弾性散乱 275 |
| D.2 核子を標的とした電子の非弾性散乱：部分子模型 277 |
| D.3 強粒子状態 283 |
| 練習問題 284 |
| 参考文献 285 |
| 練習問題の解法とヒント 287 |
| 訳者あとがき 309 |
