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目录3

第一部分核子和反核子物理学，核力问题3

第一章低能核子－核子相互作用与核力3

1.1 引言3

1.2核力的介子理论概念，费因曼（Feynman）图4

1.3（N-N）相互作用势的唯象选择，氘核基础理论9

1.3.1束缚态存在的条件10

1.3.2氘核的波函数和半径14

1.4散射理论的概念16

1.3.3氘核激发态的缺乏16

1.4.1截面和相位17

1.4.2散射长度19

1.5低能（T＜20MeV）核子－核子相互作用22

1.5.1低能（n-p）散射与核力程23

1.5.2低能（n-p）散射的进一步分析，核力的自旋相倚24

1.5.3中子被正氢和仲氢散射25

1.5.4张量力和自旋轨道力27

1.5.5低能（p-p）散射28

1.5.6（n-n）散射31

1.5.7核力的同位旋不变性原理31

1.5.8广义泡利原理35

1.5.9同位旋的数学描述36

1.6本章要点38

第二章高能和超高能核子－核子相互作用40

2.1高能（TN＞100MeV）核子－核子相互作用40

2.1.1快质子和快中子的产生与探测40

2.1.2高能（p-p）和（n-p）散射实验结果的一般特点，极短距离内的强相互作用43

2.1.3（n-p）散射截面的角度相关，交换力，饱和作用45

2.1.4（p-p）散射截面的角度相关，小距离处的排斥47

2.1.5（p-p）散射的相分析，散射引起的极化48

2.1.6（n-p）散射的相分析，T=0时（n-p）散射的角度相关51

2.1.7高能中子－中子散射53

2.1.8（p-p）和（n-p）散射截面与能量的依赖关系，高能核相互作用的同位旋不变性，截面（σNN）T=1和（σNN）T=0的特殊性53

2.2超高能（T＞103MeV）核子间的相互作用55

2.2.1薄膜靶和喷射靶55

2.2.2对撞粒子束56

2.2.3超高能（N-N）散射研究结果57

2.2.4关于核力特性的结束语59

2.3本章要点60

第三章核子结构61

3.1最初的实验61

3.2核形状因子63

3.3核子形状因子65

3.3.1核子半径，核子芯问题65

3.3.2芯概念的舍弃，矢量主导模型67

3.3.3 q2＞175fm-2的（e-N）弹性散射，标度定律68

3.3.4（e-N）非弹性散射，部分子模型69

3.4本章要点70

第四章反核子和反原子核71

4.1电荷共轭原理，反核子的基本特性71

4.2反质子73

4.3反中子75

4.4反核子与物质的相互作用77

4.5反原子核78

4.6本章要点80

第二部分粒子和共振态83

引言83

1. 基本粒子发现史83

2. 宇宙射线物理学86

第五章轻子88

5.1电子和正电子88

5.2电子磁矩89

5.3正电子素，C宇称92

5.4.1νe和νe的性质，轻子荷93

5.4电子中微子和反中微子93

5.4.2双β衰变95

5.4.3研究νe和νe与核子直接相互作用的实验97

5.4.4纵向极化中微子理论的概念及其与CP宇称宇恒定律的关系100

5.4.5太阳中微子问题，中微子振荡假说103

5.5 子104

5.5.1 μ子的发现，μ子质量104

5.5.2μ子的寿命和衰变模式106

5.5.4在（μ-e）衰变中P宇称破坏108

5.5.3 μ子的弱相互作用108

5.5.5μ子的自旋和磁矩，μ子和电子的相似性109

5.6μ子中微子和反中微子112

5.6.1二种类型中微子νe和νμ存在的假说112

5.6.2 νe和νμ差别的实验证据113

5.6.3轻子荷概念的概括，电子和μ子轻子荷115

5.6.4 νμ和νμ的质量和螺旋性117

5.6.5“DUMAND”工程（深海μ子和中微子探测计划）117

5.7μ子与物质的相互作用118

5.7.1氢的μ原子和μ分子，μ催化作用118

5.7.2较重元素的μ原子122

5.7.3μ核子原子123

5.7.4μ子素124

5.8 τ轻子和τ中微子124

5.9本章要点125

第六章π介子127

6.1带电π介子的性质127

6.1.1照相乳胶方法127

6.1.2π±介子的发现128

6.1.3π±介子的寿命和衰变纲图130

6.1.4 π±介子的人工形成，产生阈和质量131

6.1.5π介子的自旋和宇称133

6.1.6π介子的核活跃性134

6.2中性π介子性质135

6.2.1探测π0介子的最初实验135

6.2.2π0介子的质量138

6.2.3π0介子的寿命140

6.2.4π0介子的C宇称141

6.2.5π介子同位旋三重态142

6.3 π介子的相互作用143

6.3.1 π介子的产生和散射过程143

6.3.2同位旋纯态的分离144

6.3.3（π-N）散射的相分析，阿根特（Argand）图，布雷特－魏格纳共振公式147

6.3.4 π介子的G宇称149

6.3.5π介子－核子和π介子－π介子共振150

6.3.6（π-π）相互作用154

6.3.7（π-π）散射的相分析156

6.3.8π介子－核相互作用156

6.4本章要点159

7.1 K介子161

7.1.1乳胶室和气泡室161

第七章奇异粒子161

7.1.2 K介子的发现162

7.1.3（θ-τ）问题164

7.1.4 K衰变中P宇称的破坏165

7.2超子166

7.3 K介子和超子的分类168

7.3.1 K介子和超子的奇异特性168

7.3.2奇异粒子的同位旋不变性169

7.3.3粒子按奇异荷分类170

7.3.4奇异荷守恒定律172

7.4反超子175

7.5奇异粒子与核的相互作用，核子与介子，超核的性质178

7.6中性K介子的性质183

7.6.1 K1？和K2？介子，联合宇称守恒定律183

7.6.2中性K介子的再生186

7.6.3各中性K介子的质量差187

7.6.4在K2？衰变中联合宇称的破坏，KS？和KL？介子188

7.7本章要点192

第八章强相互作用的幺正对称性194

8.1基本粒子的相互联系和相互转换194

8.2强子的分类195

8.3 关于幺正对称性的假说和强子分类197

8.4 SU（3）对称199

8.5本章要点201

第九章夸克与胶子，量子色动力学203

9.1三夸克模型203

9.1.1色和味203

9.1.2夸克的不可观测性206

9.1.3量子色动力学的思想，胶子207

9.2四夸克模型208

9.2.1第四种夸克存在的假说，粲荷208

9.2. 2 c夸克的发现，？粒子，粲素209

9.2.3粲介子和粲重子213

9.3 ？（宇普西隆）介子和第五种夸克，第六种夸克存在的问题215

9.4胶子存在的实验证据218

9.5本章要点220

第十章弱相互作用物理中另外一些问题222

10.1弱相互作用的普适理论222

10.1.1关于普适弱相互作用的假说，W玻色子222

10.1.2普适的四费米子相互作用理论中的一些问题223

10.1.3卡比玻（Cabibbo）图象，中性弱流的发现224

10.1.4粲粒子和美粒子理论的广义化226

10.2.1弱相互作用普适理论的不可重正性227

10.2弱相互作用和电磁相互作用统一理论227

10.2.2定域规范对称性和补偿场228

10.2.3规范对称的自发破坏，萨拉姆－温伯格理论228

10.2.4 W±和Z0玻色子的发现229

10.2.5大统一理论，质子衰变232

10.3 本章要点232

附录234

Ⅰ 基本公式234

Ⅱ 基本常数和单位235

Ⅲ 克莱布希－戈登（Clebsch-Gordon）系数237

Ⅳ 稳定和准稳定粒子表238