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  • 圖解粒子物理:從牛頓力學到上帝粒子, 一窺物質的究極樣貌
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  • 譯自:物質の究極像をめざして 素粒子論とその歴史
  • 作者: 和田純夫著 , 陳朕疆譯
  • 出版社:台灣東販
  • 出版年:2022
  • ISBN:9786263049673; 9786263290976
  • 格式:EPUB 版式
  • 頁數:277

「物質皆由原子組成。」——理察.費曼
粒子的生成、消滅,就是理解基本粒子物理學的出發點
  自古以來,人類一直在追求所有物質的終極樣貌,
  包含自身的肉體、眼前的東西,甚至是夜空中遙遠的星體。
  「物質由原子構成」這個想法在古希臘時期便已存在,

  但當時對原子的概念僅止於「無法再分解下去的粒子」而已。
  後來在輾轉曲折的發展下,20世紀時終於了解到原子的正確樣貌。

  本書即為在極力避免提到數學式的情況下,
  盡可能描述物理學前因後果的入門書。
  我們將從牛頓力學開始,一直談到20世紀的基本粒子物理學,
  說明這一系列物理學的發展過程。

  ◎從核子到夸克

  基本粒子指的是構成物質,且無法再被分解的粒子。
  1930年代時,人們便已知道原子核由質子與中子構成。
  那麼,質子與中子是「基本粒子」嗎?
  事實上,在發現中子後的近30年內,人們確實認為中子是基本粒子。
  但如果中子是基本粒子,便不能解釋後來發現的幾個現象。
  後來有人提出核子是複合粒子,由3個更基本的粒子(夸克)組成。
  經過輾轉曲折的過程後,這個假說終於獲得了多數人的認同。

  無論如何,核子不是基本粒子,夸克才是基本粒子,
  這就是目前的基本粒子標準模型。
  另一方面,就目前而言,電子仍被認為是基本粒子,
  至少是和夸克同一個等級的粒子。
  當然,隨著學問的發展,未來不管是夸克還是電子,都有可能不再是基本粒子。
 

和田純夫

  成蹊大學兼任講師,前東京大學大學院總合文化研究科專任講師。理學博士。1949年出生於千葉縣。東京大學理學部物理學科畢業。專長為理論物理學。研究主題為基本粒子物理學、宇宙論、量子論(多世界詮釋)、科學論等。

  • 書封
  • 第1章 從原子到基本粒子
  • 「物質皆由原子組成」
  • 原子核與電子
  • 質子與中子
  • 從核子到夸克
  • 其他基本粒子
  • 粒子專欄 第1章中登場的粒子名稱
  • 第2章 近代科學的確立Ⅰ——牛頓與萬有引力
  • 近代科學的成就(整理)
  • 地動說帶來的觀念轉換
  • 牛頓力學
  • 第3章 近代科學的確立Ⅱ——元素與原子/熱是什麼?
  • 元素
  • 原子論與反原子論
  • 電子與原子核的發現
  • 熱與能量
  • 粒子專欄 熱力學第二定律(熵不減少定律)
  • 第4章 光的歷史Ⅰ——光是波
  • 光是粒子還是波?
  • 光的干涉
  • 波長與顏色
  • 光是什麼東西的波?
  • 粒子專欄 光的三原色、色的三原色
  • 第5章 光的歷史Ⅱ——光是粒子
  • 空腔輻射之謎
  • 愛因斯坦的答案
  • 普朗克與普朗克常數h
  • 粒子專欄 愛因斯坦的三大奇蹟成就
  • 光電效應
  • 其他能證實光量子假說的現象
  • 光子是波?
  • 粒子專欄 如何解釋新的粒子樣貌(量子力學)
  • 第6章 新的物理學——量子力學
  • 新的粒子樣貌的兩個特徵
  • 波耳的量子條件
  • 原子結構的兩個疑問
  • 德布羅意的物質波假說
  • 夾在牆壁間的情況
  • 薛丁格方程式
  • 粒子專欄 使用電子的現代版楊格實驗
  • 包立不相容原理與自旋
  • 粒子專欄 電子殼層(electron shell)
  • 第7章 粒子的生成與消滅/靜止能量
  • 光子的生成、消滅
  • 反粒子
  • 靜止能量
  • 光子的質量是多少?
  • 能量守恆定律與動量守恆定律
  • 虛擬狀態與實際狀態
  • 第8章 基本粒子物理學的誕生——湯川的介子論
  • 力的新觀點
  • 原子核內的力
  • 核力
  • 湯川的介子論
  • π介子的發現
  • 粒子專欄 湯川理論與日本
  • 強子
  • 第9章 弱交互作用
  • 關於原子核的另一個疑問
  • β衰變與微中子
  • 弱交互作用的頂點
  • 微中子的發現與W玻色子的問題
  • 為什麼一般的原子核不會發生β衰變
  • 太陽光的由來
  • 粒子專欄 人本原理
  • 第10章 從核子到夸克
  • 什麼是基本粒子?
  • 暗示核子與介子是複合粒子的各個事實
  • 夸克模型
  • 夸克模型的問題
  • 粒子專欄 「夸克」是鳥叫聲?
  • 粒子專欄 nuclear democracy(核民主主義)
  • 第11章 量子色動力學
  • 夸克模型的另一個問題
  • 加了「色」的夸克模型
  • 反夸克與介子的色
  • 規範場論
  • 漸近自由性
  • 關於量子色動力學
  • 證明色的存在(有三種色)的實驗性「證據」
  • 第12章 新粒子的發現
  • 故事還沒完!
  • μ與νμ
  • 奇夸克(s)
  • 魅夸克(c)
  • τ與ντ
  • 底夸克(b)
  • 頂夸克(t)
  • 第13章 電弱統一理論
  • 電弱統一理論(溫伯格-薩拉姆理論)的誕生
  • 希格斯場與希格斯粒子
  • 溫伯格-薩拉姆理論
  • Z玻色子產生的現象
  • W玻色子、Z玻色子的發現
  • 希格斯粒子的發現
  • 粒子專欄 世界各大加速器
  • 第14章 世代間混合/微中子振盪
  • 電弱統一理論的「附註」
  • 世代混合
  • 小林、益川的論述
  • 驗證CP對稱性的破缺
  • 輕子的情況
  • 微中子振盪的檢出
  • 第15章 未來展望
  • 大統一與質子衰變
  • 階層問題與超對稱性
  • 暗物質與真空能量
  • 重力與超弦理論
  • 補章1 兩個相對論
  • 狹義相對論
  • 廣義相對論
  • 補章2 宇宙的物質史——膨脹宇宙與元素合成
  • 宇宙膨脹說
  • 從暴脹到大爆炸
  • 從基本粒子到原子
  • 天體的形成
  • 各種天體的一生與元素合成
  • 年表
  • 標準理論的粒子與交互作用
  • 粒子表
  • 索引
  • 版權頁
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