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SGCライブラリ 91

臨時別冊・数理科学2012年6月
「CP対称性の破れ」
〜 小林・益川模型から深める素粒子物理 〜

林 青司(東京女子大学教授) 著

定価:2,674円(本体2,476円+税)
発行:サイエンス社
発行日:2012-06-25
JAN 4910054700626 / B5判/208頁


<内容詳細>
本書は,南部,小林,益川の2008年ノーベル物理学賞受賞で脚光を浴びた「対称性の破れ」に関する「CP対称性の破れ」と「小林・益川模型」について解説している.歴史的進展に沿いながら,標準模型の構造や宇宙の物質の起源,ニュートリノ振動,フレーバーの物理に関する話題にも力点が置かれている.また,要所に配された例題を通して基礎的事項の習得もできる.

<目次>
第1章 対称性と物理学
  1.1 身の周りにある対称性
  1.2 連続的対称性と離散的対称性
  1.3 古典物理学における対称性

第2章 素粒子の弱い相互作用における離散的対称性の破れ
  2.1 素粒子と,その間に働く4つの相互作用
  2.2 弱い相互作用におけるP対称性の破れ
  2.3 弱い相互作用におけるC対称性の破れ
  2.4 K中間子のシステムにおけるCP対称性の破れの発見

第3章 場の理論における離散的対称性
  3.1 ヘリシティー,カイラリティーとワイル・フェルミオン
  3.2 場のP変換
  3.3 場のC変換
  3.4 場のPC変換
  3.5 場のT変換
  3.6 CPT定理

第4章 ヤン・ミルズ理論
  4.1 ひな形としてのQED
  4.2 共変微分,ゲージ場の幾何学的意味づけ
  4.3 SU(n)ヤン・ミルズ理論

第5章 素粒子の標準模型
  5.1 SU(2)Lの必要性
  5.2 U(1)Yの必要性
  5.3 ヒッグスの必要性
  5.4 自発的対称性の破れと南部・ゴールドストーンボソン
  5.5 南部・ゴールドストーンボソンの非線形実現とゴールドストーンの定理
  5.6 ヒッグス機構

第6章 フレーバー混合とFCNC過程
  6.1 ワインバーグ・サラム模型と大きすぎるFCNC
  6.2 チャームクォークの導入(GIM機構)

第7章 小林・益川の3世代模型とCP対称性の破れ
  7.1 n世代の場合の湯川結合と荷電カレントにおけるフレーバー混合
  7.2 2世代模型ではCP対称性が破れないということ
  7.3 小林・益川模型

第8章 小林・益川模型におけるFCNC過程と重いフェルミオンのnon-decoupling効果
  8.1 中性K中間子系におけるFCNC
  8.2 重いフェルミオンのnon-decoupling効果

第9章 小林・益川模型の予言とCP対称性の破れ検証
  9.1 中性中間子系の質量行列
  9.2 中性K中間子系におけるCP対称性の破れ
  9.3 中性B中間子系におけるCP対称性の破れ

第10章 消えた反物質の謎
  10.1 サハロフの3条件
  10.2 簡単な設定による解析
  10.3 典型的なシナリオとしての大統一理論
  10.4 スファレロンによるバリオン数の破れ
  10.5 スファレロンを用いたバリオン数生成のシナリオ

第11章 レプトン・セクターにおけるCP対称性の破れ

付録A 自発的なCP対称性の破れ

付録B 余剰次元によるCP対称性の破れ

参考文献

索引