2015年1月30日 星期五

一些量子場論、粒子物理課本的小小評論(慢慢更新)

Gauge Theory of Elementary Particles, Ta-Pei Cheng, Ling-Fong Li (1984)

Cheng & Li
這本書個人相當喜歡,這牽涉到一些私人的理由。這不是一本適合新手學習量子場論的書,年代也有點久了。但是某些內容真的寫得很不錯。而且粒子物理重要的主題幾乎都有涵蓋到。值得一提是,書中對於許多理論都有清楚列明發表的作者和年份,有時也稍微講述了一些典故,例如 gauge 這個字眼的由來,蠻有趣的。作為一個小小的物理史愛好者,這是一大加分。

群論的部份,對於 Young Tableaux 介紹得蠻仔細,應用到夸克模型的介紹也蠻清楚的。基本上把粒子物理會用到的群論概括了,不想看一整本群論的話是不錯的選擇。學習 Goldstone Boson、自發對稱破缺等內容也是很棒的書。對 non-abelian gauge theory、自發對稱破缺有基礎認識後,就可以進入標準模型的部份。標準模型有很完整的推導,循著課本推導一次,標準模型的架構大概就能瞭解個八九成了。

Parton model 的部份,如果附上實驗數據的圖應該會比較容易理解。

如果想學 beyond Standard Model,從這本書也可以學習到 neutrino mass、grand unified theory 、strong CP-problem 等。不過超對稱就沒有提到了,畢竟不能算是 gauge theory 的延伸。

作為學習場論的基礎之後的第二本書,個人相當推薦。
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An Introduction To Quantum Field Theory, Michael E. Peskin, Dan V. Schroeder (1995)

Peskin & Schroeder
一直以來罵名不斷,但確實還是廣為使用。可以流傳這麼廣當然是有他的理由,但是學量子場論只依靠這一本是不夠。這裡就來提一些不足之處。

在 scalar field、fermion field 的敘述都還不算差。但是在量子化的敘述個人覺得稍有瑕疵。不是從 canonical conjugate 開始而是先引入創造、湮滅算符的 commutation relation。有點反過來的感覺。另外 spin-1 field 的部份真的太隨便了。在路徑積分的章節忽然提到然後推導出 propagator 就完事。建議找本書補完這個部份,不然總覺得缺了一塊東西。

在此附上勘誤表:http://www.slac.stanford.edu/~mpeskin/QFT.html




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Quantum Field Thoery, Mark Srednicki (2007)

Srednicki
很奇特的編排,把書切成三部份,分別是 spin-1、spin-1/2、spin-1。有時候一個主題(例如重整化)就會被切成三塊,這樣到底好不好就見仁見智了。書中把章節拆得相當細,大約十頁一個單位,好處大概是很容易很快結束一個段落,但感覺整體結構比較鬆散。個人不是太喜歡。不過值得一提的是每個章節都會列出 prerequisite,也就是必需先知道的知識。這樣很方便可以回溯到之前的章節,算是有趣的設計。

另外要注意,這本書的 metric tensor 是 (-,+,+,+),不是比較常見的(+,-,-,-),個人不是很習慣。

對於 spin-1/2 的部份像 Wely spinor 有比較清楚的描述。可以補 Peskin 的不足。

重整化是用六維下的  \phi^3-theory 來講,挺奇特。好處可能是不用算二圈圖。目前沒在其他地方看過。
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Quantum Field Theory in a Nutshell》, A. Zee (2nd Ed. 2010)

Zee
這本書很有趣,我也還在研究。目前看來這本書應該算是實驗性質很高的作品,完全偏離正統的課本。甚至還比較像科普讀物。

書中作者盡可能的省略計算,所以書裡面的公式非常少。作者的目的大概是用最少的式子帶出他想傳達的觀念。由於數學少,讀者也比較不會迷失在計算的細節上而能夠專注在物理的觀念上。很多的地方像是在說故事,有很多的敘述。

作為課本可以說完全不適合,因為省略太多東西了。但是作為輔助可以說相當稱職。建議是對某些內容有點認識後,可以讀這本書來加深或驗證觀念。也能夠更明瞭一些數學在物理上的詮釋。



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Quantum Field Thoery, Lewis H. Ryder (1996)

Ryder
這本書比較沒有名氣,也不太容易找。不過我覺得蠻適合初學者。

有點久一前看的了,印象不是太清楚。我最早學 Noether's theorem 就從這本書學的。







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Quantum Field Theory and the Standard Model,  Matthew D. Schwartz (2013)

Schwartz
很新的一本書。其實沒有太多了解。目前看來廣受好評,有機會來好好研究一下。
有關 spin-1 field 的部份從寫下 action 的 general form 出發,之後也有推導 spin-2 field 的形式。其他課本大多從 Maxwell's equations 的 action 出發。以這部份來說這本書相當出色。

在 Advanced topics 的部份有介紹 Schwinger proper time method。目前只在這本書裡頭看到。