从夸克到宇宙：用粒子物理打开世界真相

　　序 言 1
　　修订版前言 4
　　版前言 6
　　致 谢 15
　　目 录 19
　　第1章 早期历史
　　初的沉思 003
　　化学，让生活更美好 009
　　愿原力与你同在 013
　　第2章 认知之路（粒子物理历史）
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　　唐·林肯（Don Lincoln，1964— ），实验物理学家，美国物理学会会员，美国科学促进会会员。1993年获得莱斯大学博士学位。1998年加入美国费米实验室，供职于DØ实验组，在此期间，DØ实验组与其姊妹实验组分别独立发现了顶夸克。作为一名多产的作者，他也积极参与了费米实验室的教育和公共推广项目。他认为任何科研工作者都有责任与他人分享自己的研究成果。他也热衷于公开演讲，并将前沿物理研究的意义传达给不同受众，曾在许多国家为不同群体做科学演讲。

　　世间万物，都可以解释为两种夸克、电子和中微子的无限组合。理解构成世界的基本粒子，是理解宇宙的开始。
　　本书诠释了夸克、轻子和支配粒子物理学的力的复杂世界。从物理学深刻且基本的问题，如“现实的终本质是什么”“是否存在小的粒子”，到宏观宇宙本身的创建及其终命运，粒子物理学研究都提供了指引。
　　作者绕过复杂的数学计算，通过生动的语言、清晰的笔触、贴切的类比，带领读者从夸克的微小世界直抵宇宙深处，进行一次精彩纷呈的世界本质探索之旅。

　　序 言 1
　　修订版前言 4
　　版前言 6
　　致 谢 15
　　目 录 19
　　第1章 早期历史
　　初的沉思 003
　　化学，让生活更美好 009
　　愿原力与你同在 013
　　第2章 认知之路（粒子物理历史）
　　阴极射线 024
　　X 射线 027
　　放射性 031
　　电子的发现 039
　　原子的性质 048
　　原子核的性质 057
　　量子力学：中场休息 063
　　β 辐射与中微子 066
　　更多的力 075
　　一些让你头晕目眩的东西 081
　　宇宙射线：来自天空的粒子 083
　　反物质电子 088
　　这是谁安排的？ 090
　　奇异的“V”粒子 096
　　中微子变得还要更加复杂 107
　　第3章 夸克和轻子
　　夸克和介子 114
　　夸克和重子 121
　　丰富多彩的世界 124
　　夸克存在的初证据 127
　　更多夸克与轻子的发现 133
　　顶夸克的发现 136
　　轻子的回归 147
　　第4章 力：让一切聚合在一起
　　重力 156
　　电磁力 160
　　强力 167
　　弱力 169
　　力与费曼图 176
　　费曼图与强力 184
　　粒子喷射：亚原子猎枪 187
　　质子结构：微型闪电风暴 193
　　费曼图与弱力 198
　　顶夸克的发现 210
　　第5章 “狩猎”希格斯玻色子
　　质量，宇称与无限性 217
　　希格斯的解决方案 222
　　用类比解释希格斯机制I 227
　　科学家们有关希格斯机制的思想 229
　　用类比解释希格斯机制II 234
　　拼命寻找希格斯玻色子 238
　　目前的搜索进展 244
　　第6章 加速器与探测器：谋生的工具
　　费米实验室一日游 257
　　不是只有小汽车才有加速器 261
　　不是所有的环都是求婚用的 269
　　新一代加速器的崛起 276
　　靶与粒子束类型 278
　　反物质登场 283
　　世界上的加速器 287
　　粒子探测器：世界上的照相机 290
　　电离与追踪 291
　　热量法：测量能量 302
　　一台探测器：诸多技术在其中 309
　　名利双收的人如何生活 315
　　水，不仅仅是止渴 317
　　第7章 即将得到解决的难题
　　1 号谜团：来自太阳的中微子 323
　　中微子啊中微子，你去哪里啦？ 332
　　凭空出现的中微子 336
　　“超级K”发现了答案 341
　　为什么会发生震荡？ 345
　　中微子探测器的现状 349
　　2 号谜团：反物质都在哪儿呢？ 352
　　萨哈罗夫的三个条件 358
　　电荷、宇称，以及其他 361
　　弱相互作用中宇称守恒理论之死 366
　　宇称对称已死！电荷共轭宇称（CP）万岁！ 373
　　第8章 奇异物理（研究的新前沿）
　　摆弄参数 388
　　如果你知道苏西（SUSY）…… 395
　　“拼命地”寻找苏西（SUSY） 403
　　大额外维度：是事实还是科幻？ 412
　　超人的吉他上有超弦吗？ 432
　　第9章 每秒重建宇宙10,000,000 次
　　宇宙的形状 453
　　宇宙的“黑暗面” 457
　　星系们都在哪儿呢？ 466
　　宇宙的呢喃 470
　　“宇宙初三分钟” 475
　　均匀性与膨胀 476
　　回到太初 483
　　第10章 结语：为什么要理解宇宙？ 495
　　附录A 希腊符号 501
　　附录B 科学术语 503
　　附录C 粒子命名规则 506
　　附录D 基本相对论与量子力学 511
　　附录E 创造希格斯玻色子 524
　　附录F 中微子振荡 530
　　延伸阅读 535
　　词汇表 549
^ 收 起　　

　　唐·林肯（Don Lincoln，1964— ），实验物理学家，美国物理学会会员，美国科学促进会会员。1993年获得莱斯大学博士学位。1998年加入美国费米实验室，供职于DØ实验组，在此期间，DØ实验组与其姊妹实验组分别独立发现了顶夸克。作为一名多产的作者，他也积极参与了费米实验室的教育和公共推广项目。他认为任何科研工作者都有责任与他人分享自己的研究成果。他也热衷于公开演讲，并将前沿物理研究的意义传达给不同受众，曾在许多国家为不同群体做科学演讲。

　　世间万物，都可以解释为两种夸克、电子和中微子的无限组合。理解构成世界的基本粒子，是理解宇宙的开始。
　　本书诠释了夸克、轻子和支配粒子物理学的力的复杂世界。从物理学深刻且基本的问题，如“现实的终本质是什么”“是否存在小的粒子”，到宏观宇宙本身的创建及其终命运，粒子物理学研究都提供了指引。
　　作者绕过复杂的数学计算，通过生动的语言、清晰的笔触、贴切的类比，带领读者从夸克的微小世界直抵宇宙深处，进行一次精彩纷呈的世界本质探索之旅。