ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ................. 6
ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ.................. 7
ВВЕДЕНИЕ.................................... 8
Глава 1. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ В ФИЗИКЕ ЧАСТИЦ.................. 10
Глава 2. ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР ...................... 14
2.1. Из наследия классической атомной и ядерной физики....... 14
2.1.1. Открытие электрона, протона и нейтрона (14).
2.1.2. Открытие фотона. Корпускулярно-волновой дуализм (18).
2.1.3. Открытие спина (20).
2.2. Космические лучи и физика частиц ................. 21
2.2.1. Открытие космического излучения (21).
2.2.2. Счетчики Гейгера-Мюллера, камера Вильсона, ядерные фотоэмульсии (23).
2.2.3. Первые исследования частиц в космических лучах (25).
2.2.4. Открытие позитрона (27).
2.2.5. Рождение пар и тормозное излучение. Каскадные ливни (29).
2.2.6. Открытие мюона (32).
2.2.7. Измерение времени жизни мюона (36).
2.2.8. Открытие пиона (38).
2.2.9. Открытие V0-частиц (41).
2.2.10. Первичная компонента и барионная асимметрия Вселенной (42).
2.2.11. Ядерные процессы высоких энергий в космических лучах (43).
2.3. Начало эры ускорителей высоких энергий.............. 48
2.3.1. Ускорители (48).
2.3.2. Детекторы (53).
2.3.3. Открытие π°-мезона (64).
2.3.4. Открытие антипротона. Антивещество (65).
2.3.5. Открытие нейтрино (69).
Глава 3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ЧАСТИЦ...... 74
3.1. Типы взаимодействий. Адроны и лептоны.............. 74
3.2. Фермионы и бозоны.......................... 76
3.3. Кварки ................................. 78
3.4. Калибровочные бозоны ........................ 79
3.5. Квантовые поля и виртуальные частицы............... 80
Глава 4. НУКЛОНЫ И ПИОНЫ........................ 83
4.1. Изоспин................................. 83
4.2. Время жизни.............................. 85
4.3. Нуклон-нуклонные столкновения................... 88
4.4. Пион-нуклонные столкновения. Резонансы ............. 92
4.5. Рождение частиц при высоких энергиях............... 96
Глава 5. СТРАННЫЕ ЧАСТИЦЫ ....................... 99
5.1. К-мезоны и гипероны. Странность.................. 99
5.2. «Загадка тау-тета». Несохранение четности............. 103
5.3. Нейтральные каоны. Открытие СР-несохранения ......... 107
Глава 6. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ И СИММЕТРИИ............. 115
6.1. СРТ-теорема.............................. 115
6.2. Законы сохранения........................... 116
6.3. СР-неинвариантность и Вселенная.................. 117
6.4. Симметрии............................... 119
Глава 7. КВАРКИ И ГЛЮОНЫ......................... 121
7.1. Конфайнмент.............................. 121
7.2. Цвет................................... 122
7.3. Глюоны и кварк-глюонные взаимодействия ............. 125
7.4. Струи.................................. 127
7.5. Структура нуклонов.......................... 129
7.6. Существуют ли другие формы адронов?............... 137
7.7. Кварк-глюонная плазма........................ 138
Глава 8. ТЯЖЕЛЫЕ КВАРКИ......................... 141
8.1. Открытие J/ψ............................. 141
8.2. Очарованные частицы......................... 145
8.3. Пятый кварк .............................. 148
8.4. Три поколения............................. 152
Глава 9. ЛЕПТОНЫ............................... 156
9.1. Нейтрино и антинейтрино....................... 157
9.2. Электронное и мюонное нейтрино.................. 158
9.3. Тау-лептон ............................... 162
9.4. Есть ли у нейтрино масса?....................... 165
Глава 10. ОБЪЕДИНЕНИЕ СЛАБОГО И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ.............. 170
10.1. От фермиевой теории β-распада к теории электрослабых взаимодействий.................171
10.2. Открытие нейтральных токов..................... 175
10.3. Нейтральные токи и массы W± и Z0 ................ 178
10.4. Открытие промежуточных бозонов W± и Z0............ 179
10.4.1. Создание рр-коллайдера SppS. «Охлаждение» пучков (180).
10.4.2. Экспериментальные установки (184).
10.4.3. Первые W и Z0 (186).
10.4.4. Миллионы Z0 и W (190).
Глава 11. СТАНДАРТНАЯ МОДЕЛЬ...................... 193
11.1. Основные положения и идеи ..................... 193
11.2. Как было измерено число поколений................. 197
11.3. Как был найден последний кварк................... 199
11.4. Бозоны Хиггса............................. 205
Глава 12. ЗА ПРЕДЕЛАМИ СТАНДАРТНОЙ МОДЕЛИ........... 208
12.1. Великое объединение. Поиск распада протона............ 208
12.2. Суперсимметрия............................ 214
Глава 13. ФИЗИКА ЧАСТИЦ И ВСЕЛЕННАЯ................ 216
13.1. Ранняя Вселенная ........................... 216
13.2. Темное вещество............................ 227
13.3. Космические нейтрино......................... 231
Глава 14. ФИЗИКА ЧАСТИЦ В НАЧАЛЕ XXI ВЕКА............ 235
14.1. К «новой физике»........................... 235
14.1.1. Поиск бозона Хиггса стандартной модели (Н0) (236).
14.1.2. Поиск хиггсовских частиц других моделей (237).
14.1.3. Поиск суперсимметричных частиц (237).
14.1.4. Поиск других гипотетических частиц (238).
14.2. Большой адронный коллайдер LHC.................. 239
ДОПОЛНЕНИЕ.................................. 245
О значении фундаментальной науки, в частности физики частиц .... 245
ПРИЛОЖЕНИЕ I................................. 256
Используемые единицы физических величин ............... 256
ПРИЛОЖЕНИЕ II................................ 257
Словарь терминов .............................. 257
ПРИЛОЖЕНИЕ III................................ 261
Свойства частиц............................... 261
ПРИЛОЖЕНИЕ IV................................ 265
Действующие и сооружаемые ускорители высоких энергий ....... 265
ПРИЛОЖЕНИЕ V................................ 267
Некоторые даты из истории экспериментальной физики частиц..... 267
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА...................... 269
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ......................... 270