Калибровочные поля - Коноплева Н.П.
Калибровочные поля
Автор: Коноплева Н.П.Другие авторы: Попов В.Н.
Издательство: Москва
Год издания: 1972
Страницы: 240
Читать: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105
Скачать:
Н.П.Коноплева, В.Н.Попов
КАЛИБРОВОЧНЫЕ ПОЛЯ
В первом издании книги (1972 г.) впервые в монографической литературе была
представлена последовательная классическая (лагранжева и геометрическая), а также
квантовая теория калибровочных полей. С тех пор единые калибровочные модели
взаимодействий элементарных частиц получили блестящее экспериментальное
подтверждение (единая модель слабых и электромагнитных взаимодействий Вейнберга -
Салама и открытие нейтральных токов, калибровочные кварко-вые модели и открытие
новых типов элементарных частиц: пси- и ипсилон-частицы, тяжелый лептон,
шармированные мезоны и барионы). Классическая теория калибровочных полей стала
активно применяться в физике конденсированных сред и фазовых переходов.
Во втором издании изложение частично переработано с учетом достижений последних
лет, а также включены новые результаты по классическим решениям и модель Вейнберга
- Салама.
Книга рассчитана на научных работников, специализирующихся в области
теоретической и математической физики. Она представляет интерес также для
студентов, аспирантов и преподавателей физических факультетов вузов.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 3
Глава I. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИЛИ ГЕОМЕТРИЯ? 6
§ 1. Принципы относительности, геометрия и взаимодействие 6
§ 2. Калибровочные поля и физика элементарных частиц 22
Список литературы 49
Глава II. ЛАГРАНЖЕВА ТЕОРИЯ КАЛИБРОВОЧНЫХ ПОЛЕЙ 52
§ 3. Введение 52
§ 4. Теоремы Нетер 55
§ 5. Локальная калибровочная инвариантность лагранжиана и вторая 63
теорема Нетер
§ 6. Обратные теоремы Нетер 69
§ 7. Изопериметрические задачи в теории с локальной симметрией 73
§ 8. Тензорные калибровочные поля и производные Ли 81
Список литературы 91
Глава III. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ КАЛИБРОВОЧНЫХ ПОЛЕЙ 93
§ 9. Калибровочные поля и единая геометрическая теория взаимодействий 93
§ 10. Внешние формы на многообразии и уравнения структуры 99
пространства
§ 11 Калибровочные поля как коэффициенты связности главного 108
расслоенного пространства над V4 § 12. Классификация решений классических
уравнений калибровочных 115
полей
§ 13. Калибровочные поля и структура пространства - времени 133
§ 14. Электродинамика сплошной среды в геометрическом аспекте
146
Список литературы 152
Глава IV. КВАНТОВАНИЕ КАЛИБРОВОЧНЫХ ПОЛЕЙ
15
5
§ 15. Основные идеи построения квантовой теории калибровочных полей 155 § 16.
Механические системы и фазовое пространство 157
§ 17. Континуальный интеграл в квантовой механике 163
§ 18. Квантование систем со связями 166
§ 19. Континуальный интеграл и теория возмущений в квантовой теории 169 поля
§ 20. Квантовая теория калибровочных полей 179
§ 21. Квантовая электродинамика 183
§ 22. Поля Янга - Миллса 189
§ 23. Квантование гравитационного поля 202
§ 24. Каноническое квантование гравитационного поля 211
§ 25. Попытки построения калибровочно-инвариантной теории 219
электромагнитных и слабых взаимодействий § 26. Вихреподобные возбуждения в
квантовой теории поля 226
Список литературы 235
ПРЕДИСЛОВИЕ
Со времени выхода в свет первого издания этой книги, где в основном была
построена классическая и квантовая теория калибровочных полей, интерес к
единым теориям различных взаимодействий заметно возрос. Это связано
прежде всего с решением двух главных теоретических проблем, стоявших на
пути построения реалистических калибровочных моделей элементарных
частиц: 1) перенор- мируемости калибровочных теорий и 2) происхождения
массы векторных частиц. Механизм спонтанного нарушения локальной ка-
либровочной симметрии, предложенной Хиггсом еще в 1964 г., позволил не
только придать массу квантам калибровочных полей, но и обеспечил
перенормируемость полученной таким образом теории массивных полей.
Последнее было показано Тофтом в 1971 г. на примере модели Вейнберга-
Салама 1967 г., описывающей единым образом слабые и электромагнитные
взаимодействия. Справедливость модели Вейнберга-Салама была
экспериментально подтверждена открытием в 1973 г. нейтральных токов,
предсказывавшихся этой моделью в первом порядке теории возмущений.
Появившееся затем множество единых калибровочных моделей сильных,
слабых и электромагнитных взаимодействий требовало существования
новых кварков, обладающих новым квантовым числом ("шармом"), и новых
типов элементарных частиц. В 1974 г. действительно была
экспериментально обнаружена связанная система из двух нормированных
кварков СС - таинственные ф-частицы. В настоящее время эти частицы,
проявляющие себя как сверхуз- кие долгоживущие резонансы, уже хорошо
изучены. Появилась даже спектроскопия семейства ф-частиц,
представляющих собой возбужденные состояния системы СС.
В 1977 г. открыта аналогичная система из двух В-кварков (ВВ) - Y-
частица. Открыты также нормированные мезоны и барионы, у которых
новое квантовое число не скомпенсировано. Многие единые калибровочные
модели слабых и электромагнитных взаимодействий предсказывали
существование тяжелых лептонов, что долгое время считалось аргументом
