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Gauge Theory ofWeak Interactions
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得自标准分享网 1 The Discovery of theWeak Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1 TheUniversalFermi Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2 The Non-conservation of Parity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.3 Biographical Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2 Leptonic Interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.1 TheCurrent–Current Interaction(ChargedCurrents) . . . . . . . . . 25 2.2 The Decay of the Muon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.3 TheLifetimeof theMuon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2.4 Parity Violation in the Muon Decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 2.5 The Michel Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 2.6 TheTauLepton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 2.7 Biographical Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 3 Limitations of Fermi Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 3.1 NeutralCurrents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 3.2 Scatteringof aMuonNeutrinobyanElectron . . . . . . . . . . . . 82 3.3 ¯νμ–e− Scattering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 3.4 High-Energy Behavior of Neutrino–Electron Scattering . . . . . . . 88 3.5 Supplement: Scattering Formalism for Spin- 1 2 Particles . . . . . . . 97 3.6 Divergences in Higher-Order Processes . . . . . . . . . . . . . . . . 103 3.7 Biographical Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 4 The Salam–Weinberg Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 4.1 The Higgs Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 4.2 The Yang–Mills Field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 4.3 The Feynman Rules for Yang–Mills Theory . . . . . . . . . . . . . 130 4.4 The Glashow–Salam–Weinberg Model of Leptons . . . . . . . . . . 146 4.5 Spontaneous Symmetry Breaking: The Higgs Sector . . . . . . . . . 153 4.6 Hidden SU(2) × U(1) Gauge Invariance . . . . . . . . . . . . . . . 168 4.7 Biographical Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 5 Some Properties of the Salam–Weinberg Theory of Leptons . . . . . . 177 5.1 Decay of the Charged Boson W− . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 5.2 The Process e+e−→Z0→μ+μ− . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 5.3 High-Energy Behavior of the GSW Theory . . . . . . . . . . . . . . 197 5.4 Biographical Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 6 Semi-Leptonic Interactions of Hadrons . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 6.1 TheWorldofHadrons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 xiii xiv Contents 6.2 Phenomenology of Decays of Hadrons . . . . . . . . . . . . . . . . 208 6.3 WeakInteractionsofQuarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 6.4 Cabibbo’s Theory of Flavor Mixing . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 6.5 Biographical Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 7 Nuclear Beta Decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 7.1 The MIT Bag Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 7.2 Beta Decay of the Neutron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 7.3 Nuclear Beta Decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 7.4 Properties of Allowed Beta Decays . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 7.5 Biographical Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 8 The Neutral Kaon System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 8.1 The Particles KS and KL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 8.2 CPViolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 9 Unified Gauge Theories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305 9.1 Introduction: The Symmetry Group SU(5) . . . . . . . . . . . . . . 305 9.2 Embedding SU(3)C ×SU(2)L ×U(1) intoSU(5) . . . . . . . . . . . 311 9.3 The SU(5) Gauge Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 9.4 Spontaneous Breaking of the SU(5) Symmetry . . . . . . . . . . . . 344 9.5 Determination of the Scale of SU(5) Symmetry Breaking . . . . . . 354 9.6 Proton Decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368 9.7 Outlook: Extensions of the Standard Model . . . . . . . . . . . . . . 384 9.8 Biographical Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388 Appendix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 A.1 Conventions and“Natural”Units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 A.2 TheDiracEquation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390 A.3 FeynmanRules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393 A.4 SymmetryTransformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395 Subject Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399 标 |
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