前書きと謝辞 9 |
I部 空間の次元と思考の広がり |
序章 18 |
なぜ見えない次元を考えるのか 20 |
本書のあらまし 23 |
未知の興奮 26 |
第1章 入り口のパッセージ-次元の神秘的なベールをはぐ 32 |
次元とは何か 35 |
愉快なパッセージを通って余剰次元へ 41 |
二次元から見る三次元 45 |
有効理論 54 |
第2章 秘密のパッセージ-巻き上げられた余剰次元 57 |
物理学における巻き上げられた次元 61 |
ニュートンの重力の法則と余剰次元 72 |
ニュートンの法則とコンパクトな次元 76 |
次元に別の境界はありうるか 79 |
第3章 閉鎖的なパッセージ-ブレーン、ブレーンワールド、バルク 81 |
スライスとしてのブレーン 83 |
境界をなすブレーンと埋め込まれたブレーン 84 |
ブレーンにとらわれて 88 |
ブレーンワールド-ブレーンのジャングルジムの青写真 93 |
第4章 理論物理学へのアプローチ 98 |
モデル構築 102 |
物質の中核 113 |
今後の展開 122 |
Ⅱ部 20世紀初頭の進展 |
第5章 相対性理論-アインシュタインが発展させた重力理論 128 |
ニュートンの万有引力の法則 131 |
特殊相対性理論 134 |
等価原理-一般相対性理論の始まり 142 |
一般相対性理論の検証 148 |
宇宙の優美な湾曲 152 |
湾曲した空間と湾曲した時空 153 |
アインシュタインの一般相対性理論 158 |
最後に 164 |
まとめ 166 |
第6章 量子力学-不確かさの問題 167 |
びっくりするようなすごいもの 170 |
量子力学の始まり 172 |
量子化と原子 180 |
電子の量子化 184 |
粒子のとらえがたさ 187 |
ハイゼンベルクの不確定性原理 194 |
二つの重要なエネルギー値と不確定性原理との関係 200 |
ボソンとフェルミオン 205 |
まとめ 208 |
Ⅲ部 素粒子物理学 |
第7章 素粒子物理学の標準モデル-これまでにわかっている物質の最も基本的な構造 212 |
電子と電磁気学 215 |
光子 219 |
場の量子論 222 |
反粒子と陽電子 223 |
弱い力とニュートリノ 227 |
クォークと強い力 238 |
これまでにわかっている基本素粒子 244 |
まとめ 247 |
第8章 幕間実験-標準モデルの正しさを検証する 249 |
トップクォークの発見 251 |
標準モデルの精密テスト 256 |
まとめ 262 |
第9章 対称性-なくてはならない調整原理 263 |
変わるけれども変わらないもの 265 |
内部対称性 268 |
対称性と力 271 |
ゲージボソンと粒子と対称性 276 |
まとめ 278 |
第10章 素粒子の質量の起源-自発的対称性の破れとヒッグス機構 279 |
自発的対称性の破れ 282 |
問題点 284 |
ヒッグス機構 290 |
弱い力の対称性の自発的な破れ 294 |
おまけ 297 |
注意 299 |
まとめ 301 |
第11章 スケーリングと大統一-異なる距離とエネルギーでの相互作用を関連づける 302 |
ズームイン、ズームアウト 304 |
仮想粒子 307 |
なぜ相互作用の強さが距離によって決まるのか 310 |
大統一 317 |
まとめ 324 |
第12章 階層性問題-唯一の有効なトリクルダウン理論 325 |
大統一理論における階層性問題 329 |
ヒッグス粒子の質量に対する量子補正 333 |
素粒子物理学の階層性問題 336 |
仮想のエネルギーを帯びた粒子 339 |
まとめ 343 |
第13章 超対称性-標準モデルを超えた飛躍 345 |
フェルミオンとボソン-ありそうもない組み合わせ 348 |
超対称性の歴史 350 |
超対称性を含めた標準モデルの拡張 353 |
超対称性と階層性問題 355 |
破れた超対称性 357 |
破れた超対称性とヒッグス粒子の質量 359 |
超対称性-証拠を査定する 362 |
まとめ 369 |
Ⅳ部 ひも理論とブレーン |
第14章 急速な(だが、あまり速すぎてもいけない)ひものパッセージ 372 |
初期の騒乱 375 |
ひも理論の基礎 380 |
ひも理論の起源 383 |
超ひも革命 386 |
旧政権のしぶとさ 392 |
革命の余波 395 |
まとめ 404 |
第15章 脇役のパッセージ-ブレーンの発展 405 |
発生期のブレーン 408 |
成熟したブレーンと探されていた粒子 413 |
成熟したブレーンと双対性 415 |
双対性の詳細 423 |
まとめ 427 |
第16章 にぎやかなパッセージ-ブレーンワールド 428 |
粒子とひもとブレーン 430 |
重力-あいかわらずの特異性 436 |
ブレーンワールドのモデル 437 |
ホジャヴァ-ウィッテン理論 440 |
まとめ 444 |
Ⅴ部 余剰次元宇宙の提案 |
第17章 ばらばらなパッセージ-マルチバースと隔離 446 |
私がとった余剰次元へのパッセージ 448 |
自然性と隔離 453 |
隔離と超対称性 457 |
隔離と輝く質量 464 |
まとめ 466 |
第18章 おしゃべりなパッセージ-余剰次元の指紋 467 |
カルツァークライン粒子 469 |
カルツァークライン粒子の質量を確定する 471 |
実験上の制約 476 |
まとめ 479 |
第19章 たっぷりとしたパッセージ-大きな余剰次元 480 |
大きさが(ほぼ)1ミリメートルもある次元 483 |
大きな次元と階層性問題 488 |
高次元重力と低次元重力の関係 490 |
階層性問題に戻ると 492 |
大きな次元を探す 495 |
大きな余剰次元を加速器で探す 498 |
副産物 504 |
まとめ 508 |
第20章 ワープしたパッセージ-階層性問題に対する解答 509 |
歪曲した幾何と、その驚くべき帰結 512 |
歪曲した次元での拡大と縮小 523 |
さらなる発展 528 |
歪曲した幾何と力の統一 532 |
実験の意味するところ 534 |
さらに奇妙な可能性 538 |
ブラックホール、ひも、その他の驚異 540 |
最後に 541 |
まとめ 542 |
第21章 ワープ宇宙の注釈つきアリス 544 |
第22章 遠大なパッセージ-無限の余剰次元 550 |
局所集中したグラビトン 554 |
グラビトンのKKパートナー 562 |
まとめ 568 |
第23章 収縮して膨張するパッセージ 569 |
そのころのこと 571 |
局所的に局所集中した重力 575 |
まとめ 585 |
Ⅵ部 結びの考察 |
第24章 余剰次元-あなたはそこにいるのか、いないのか? 588 |
何を考えればいいのか 597 |
第25章 結論-最後に 600 |
監訳者あとがき 訳者あとがき 605 |
巻末 数学ノート 29 |
用語解説 18 |
索引 4 |