【量子場論自學教程】

編輯推薦

正如作者在序言中所說，他們想像中此書的讀者是一比特不專門從事量子場論研究的“業餘愛好者（amateur）”，其水准應該介於物理小白與量子場論專業人士之間，所以研習本書需要一定的本科物理知識。 儘管作者把可能需要用到的物理基礎都交代了，但缺乏物理基礎的話，會對學習量子場論造成一定的困難。 縱觀眾多量子場論教材或專著，本書可以稱得上是極適合初學者自學的一本——兼顧了深度與廣度，適合各個方向、各個階段的學者閱讀，故將書名譯為《量子場論自學教程》。

建議與Michele Maggiore所著的《量子場論現代導論》（9787519296025），Mark Srednicki所著的《量子場論》（9787510005749），Michael E. Peskin和Dan V. Schroeder所著的《量子場論導論》（9787519245481）參照研讀，更深入學習可參閱諾獎得主Steven Weinberg的《量子場論》三卷。

內容簡介

量子場論可以說是有史以來影響最深遠、最優美的物理理論，與物理學中的任何其他理論相比，量子場論在各方面都得到了更嚴格的檢驗和更精確的驗證。 然而這門科目卻以難著稱，在各種針對專業人士的厚重教材中，數學晦澀難懂，還要使用一種由氣泡、波浪線、頂點和其他幾何結構組成的奇怪圖示語言來描述物理過程。 對於任何懷有抱負的理論物理學家而言，學習這種數學與幾何語言都是一場重要的入門儀式，絕大多數大學都設有量子場論研究生課程，並輔以大量具有參攷價值的量子場論教材。 這些書由專業的量子場理論家所寫，為那些渴望加入他們的讀者而設計。 囙此，這些書往往寫得細緻而又嚴謹，同時還需要用到高水准的複雜數學技巧。

作者寫這本書的初衷是：量子場論如此重要無比又充滿魅力，不該局限於研究量子場論的專業人士，實驗物理學家、粒子物理學家、凝態物理學家等也能從量子場論中受益良多，獲得洞見，但並非人人都像理論物理學家那樣具有深厚的數學功底。 量子場論讓我們對物理世界有了一個截然不同的革命性觀點，應該讓更多的物理從業者有機會參與其中，所以作者希望為這類人寫一本量子場論書。

全書分十一個部分，共五十一章（含第零章），前九部分介紹了經典場論、量子場論、統計場論、拓撲場論等，並間或補充了一些需要用到的量子力學、統計力學等知識； 最後兩部分介紹了量子場論在凝聚態物理和粒子物理中的應用。 本書排版錯落有致，結構張弛有度，內容詳略得當，文筆精准優雅，插圖生動形象，應當成為每一位量子場論研習者的案頭讀物。

作者簡介

湯姆·蘭卡斯特（Tom Lancaster），曾是牛津大學物理學研究員，2012年加入杜倫大學，現時是物理系和材料物理中心的教授。 他曾擔任國際 μ 子光譜學會主席，與斯蒂芬·布倫德爾（Stephen J. Blundell）等人合著有Muon Spectroscopy: An Introduction一書。

斯蒂芬·布倫德爾（Stephen J. Blundell），牛津大學物理系教授，並曾擔任凝聚態物理的主任，他還是牛津大學曼斯費爾德學院董事。 他另著有Concepts in Thermal Physics，Magnetism in Condensed Matter，Superconductivity: A Very Short Introduction，Magnetism: A Very Short Introduction等書。

目錄

Overture

The Universe as a set of harmonic oscillators

Lagrangians

Simple harmonic oscillators

Occupation number representation

Making second quantization work

Writing down Lagrangians

Continuous systems

A first stab at relativistic quantum mechanics

Examples of Lagrangians，or how to write down a theory

III. The need for quantum fields

The passage of time

Quantum mechanical transformations

Symmetry

Canonical quantization of fields

Examples of canonical quantization

Fields with many components and massive electromagnetism

Gauge fields and gauge theory

Discrete transformations

Propagators and perturbations

Ways of doing quantum mechanics: propagators and Green’s functions

Propagators and Fields

The S-matrix

Expanding the S-matrix: Feynman diagrams

Scattering theory

Interlude: wisdom from statistical physics

Statistical physics: a crash course

The generating functional for fields

Path Integrals

Path Integrals: I said to him，“You’re crazy”

Field Integrals

Statistical field theory

Broken symmetry

Coherent states

Grassmann numbers: coherent states and the path integral for fermions

VII. Topological ideas

Topological objects

Topological field theory

VIII. Renormalization: taming the infinite

Renormalization，quasiparticles and the Fermi surface

Renormalization: the problem and its solution

Renormalization in action: propagators and Feynman diagrams

The renormalization group

Ferromagnetism: a renormalization group tutorial

Putting a spin on QFT

The Dirac equation

How to transform a spinor

The quantum Dirac field

A rough guide to quantum electrodynamics

QED scattering: three famous cross sections

The renormalization of QED and two great results

Some applications from the world of condensed matter

Superfluids

The many-body problem and the metal

Superconductors

The fractional quantum Hall fluid

Some applications from the world of particle physics

Non-abelian gauge theory

The Weinberg-Salam model

Majorana fermions

Magnetic monopoles

Instantons，tunnelling and the end of the world

Appendix A. Further reading

Appendix B. Useful complex analysis

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【量子場論現代導論】

編輯推薦

為量子場論初學者準備的現代導論

建議與Tom Lancaster和Stephen J. Blundell所著的《量子場論自學教程》（9787519296032），Mark Srednicki所著的《量子場論》（9787510005749），Michael E. Peskin和Dan V. Schroeder所著的《量子場論導論》（9787519245481）參照研讀，更深入學習可參閱諾獎得主Steven Weinberg的《量子場論》三卷

內容簡介

現代量子場論的重要性與優美感存在於其方法和思想的强大力量與多樣性之中，這些方法具有很强的普適性，並且提供給我們一種可以應用到不同領域的統一語言，這些領域包括粒子物理學、宇宙學、凝聚態物理學、統計力學和臨界現象等。 多數量子場論課程都著重於傳授學生如何計算粒子物理中的截面和衰變率，而這既是也將一直是成為高能物理學家的重要一環。 有些量子場論教材雖然經典，但也囙此觀點略顯陳舊，所以作者想以現代觀點寫一本量子場論教材。 與此同時，作者考慮到不少學生是初次接觸到量子場論，故將他給四年級大學生授課時所用的量子場論講義整理成書。

本書自成一體，內容自洽，同時涵蓋了兩個學期的課程，授課時可以選擇跳過一些更高等的論題。 全書共十二章。 第一章為導引，第二章介紹了對稱性，第三章回顧了經典場論。 從第四章開始，正式進入量子場論的內容，介紹了自由場的量子化、微擾理論和費曼圖、截面和衰變率、量子電動力學，以及電弱理論的低能極限。 第九到第十一章的內容為進階內容，分別為路徑積分量子化、非阿貝爾規範理論、自發對稱性破缺。 最後一章為練習解答。 本書觀點現代、編排合理、內容充實、重點突出、細節到位，並在書後附有練習及其解答幫助初學者鞏固知識點，值得成為每一位量子場論研習者的案頭讀物。

作者簡介

米凱萊·馬焦雷（Michele Maggiore）是瑞士日內瓦大學的物理教授。 他是一比特興趣廣泛的理論物理學家，最初研究背景是量子場論，而在過去的二十年裏，他在經典和量子引力、引力波、宇宙學、暗能量以及宇宙尺度上的引力修正等多領域都有建樹。 他還積極參與引力波實驗，特別是愛因斯坦望遠鏡（ET）——歐洲提出的第三代引力波天文臺，他是愛因斯坦望遠鏡執行委員會成員，也是愛因斯坦望遠鏡觀測科學委員會的聯合主席，他還是成功探測到引力波的LIGO科學合作組織的一員。

目錄

Introduction

Lorentz and Poincarésymmetries in quantum field theory

Classical field theory

Quantization of free fields

Perturbation theory and Feynman diagrams

Cross sections and decay rates

Quantum electrodynamics

The low-energy limit of the electroweak theory

Path integral quantization

Non-Abelian gauge theories

11. Spontaneous symmetry breaking