Настоящая книга, написанная известными итальянскими физиками Витторио де Альфаро и Туллио Редже, посвящена одной из важнейших проблем нерелятивистской квантовой механики — теории потенциального рассеяния, которая лежит в основе описания и интерпретации процессов рассеяния элементарных частиц, ядер, атомов и молекул при высоких и низких энергиях.
В книге подробно изложен метод комплексных угловых моментов, одним из создателей которого является Редже. Изложение теории рассеяния с точки зрения комплексного углового момента, являясь тематически наиболее полным и строгим, оказывается в то же время логически наиболее простым из известных в настоящее время.
Книга рассчитана на научных работников — теоретиков и экспериментаторов, занимающихся исследованиями в области физики ядра и элементарных частиц, а также физики атомов и молекул. Она может быть рекомендована также аспирантам и студентам старших курсов университетов и физико-технических вузов, специализирующимся в области теоретической физики, а также всем, кто изучает квантовую механику и ее приложения.
Впервые в мировой литературе изложена теория вакуумных квантовых эффектов во внешних электромагнитных и гравитационных полях.
На основе метода преобразований Боголюбова рассмотрены рождение частиц из вакуума внешними полями, а также поляризация вакуума и спонтанное нарушение симметрии. Подробно анализируются квантовые эффекты в однородном электрическом поле, сверхкритическом кулоновском поле, гравитационном поле вблизи космологической сингулярности и черных дыр.
Изложенный в книге материал находится на стыке квантовой теории поля, физики элементарных частиц, общей теории относительности и астрофизики.
Для специалистов названных выше областей и студентов старших курсов соответствующих специальностей.
Книга содержит всесторонний обзор проблемы спонтанного нарушения симметрии и неинвариантности вакуума в квантовой теории многих тел и в теории элементарных частиц. Связь между спонтанным нарушением симметрии, вырождением вакуума и наличием неинвариантной классической характеристики системы иллюстрируется на примерах из физики многих тел и элементарных частиц.
Сформулированы теоремы Голдстоуна и Коулмена — Окубо в квантовой теории поля. Подробно обсуждаются различные модели спонтанного нарушения симметрии, такие, как модели Голдстоуна, Хиггса, Вайнберга — Салама, спонтанного нарушения CP-инвариантности. Излагается теория рождения пар и нестабильности вакуума в интенсивных электромагнитных и гравитационных полях.
Книга рассчитана на студентов старших курсов физических факультетов, аспирантов и научных работников, специализирующихся в области физики элементарных частиц и квантовой физики многих тел.
Сборник состоит из задач по нерелятивистской квантовой механике, которые решались на семинарах, или предлагались в качестве так называемых «заданий» студентам IV курса физического факультета МГУ.
В сборник помещены задачи различной трудности. Задачи, требующие проведения сравнительно больших вычислений, предназначались главным образом для студентов, специализирующихся по теоретической физике, основным учебным пособием которых при изучении квантовой механики являлась книга Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица «Квантовая механика».
Опыт преподавания показывает, что наибольшую трудность при изучении представляет матричная сторона квантовой механики, поэтому при написании данного сборника большое внимание уделялось задачам на составление матриц возмущения и ее диагонализацию.
В сборнике сравнительно много места уделено вспомогательным задачам на момент количества движения и спин, поскольку без уяснения этих фундаментальных понятий нельзя говорить о серьезном изучении квантовой механики.
Авторы считают своим долгом выразить благодарность аспиранту В. В. Толмачеву, студентам А. Р. Френкину и В. Д. Кукуну за помощь при составлении сборника, а также редактору Е. Е. Жаботинскому за критические замечания.
Книга представляет собой краткий курс нерелятивистской квантовой механики. Основная особенность книги — компактность при сохранении полноты изложения.
С достаточной логической стройностью изложены принципиальные вопросы теории и ее математический аппарат. Общие методы применены к стандартным задачам атомной и ядерной физики. Довольно подробно рассмотрены атом водорода и рассеяние микрочастиц. В конце каждой главы даны упражнения для активного усвоения теоретического материала.
Обычные элементарные руководства по квантовой механике ограничиваются изложением основных задач, сводящихся к решению уравнения для одной заряженной частицы (типа задачи об атоме водорода), оставляя в стороне большую область вычислительных методов, связанных с исследованием поведения систем, состоящих из нескольких электронов. В то же время этому кругу вопросов было посвящено большое число исследований, и многие из полученных результатов оказываются весьма существенными для понимания строения вещества.
Поэтому для широкого круга физиков и химиков, научных работников и студентов окажется весьма полезной книга, в которой эти вопросы были бы изложены, с одной стороны, в сравнительно доступном виде, а с другой стороны, достаточно широко и полно.
Предлагаемый советскому читателю в переводе труд известного венгерского физика И. Гомбаша и представляет собой книгу такого рода, не требующую большой предварительной подготовки у читателей.
Книга состоит из двух частей, примерно одинаковых по объему.
Одним из выдающихся успехов физики XX века явилось принципиальное решение проблемы электронной оболочки атома и молекулы. В случае двухатомных молекул, как и в случае атомов, эта проблема не только решена принципиально, но и разработана почти во всех ее деталях. Тем самым разнообразные свойства молекулы, ее электрические, магнитные, оптические и химические свойства, получили адекватное истолкование на основе известной структуры ее электронной оболочки.
На пути дальнейшего более глубокого изучения молекул стоят лишь трудности математического порядка, не являющиеся принципиально неразрешимыми. Преодоление этих трудностей должно идти рука об руку с разработкой и усовершенствованием экспериментальной методики, с накоплением фактического материала, далеко еще не достаточного. Так, энергетические уровни отдельных молекул экспериментально определены не все, и здесь предстоит еще значительная работа. Вращательная структура молекулярных спектров исследована недостаточно подробно.
Особенно это касается спектров рода возникающих в вращательно-колебательных полосах; для их изучения, наряду с наблюдением вращательных линий, так и в явной определенности природы возникновения этих линий, так и в явной интерпретации закономерного расположения линий, так и в явной связи первых и последних, в частности при предиссоциации.
Монография посвящена некоторым вопросам термодинамики и квантовой механики, связанным с проблемой тождественности микрочастиц. Последовательно развивается точка зрения, согласно которой существует непрерывный переход между поведением тождественных и нетождественных частиц.
В связи с этим особое внимание уделяется анализу свойств частиц с неортогональными внутренними состояниями. Введение непрерывного параметра близости — степени неортогональности их внутренних состояний — позволяет по-новому подойти к решению парадокса Гиббса, парадокса Эйнштейна и других «парадоксов разрывности».
В первых четырех главах обсуждаются явления, возникающие при перемешивании классических и квантовых газов. Показано, что существуют непрерывные параметры, характеризующие степень близости газов.
В остальных главах содержится анализ проблемы тождественности и различности частиц в квантовой механике. Детально обсуждается возможность непрерывного сближения свойств суперпозиций по внутренним квантовым числам.
Рис. 7, библ. 129 назв.
Настоящий сборник составлен из докладов, читанных в Стокгольме тремя нобелевскими лауреатами.
Получение премий за 1932 г. (Гейзенберг) и 1933 г. (Дирак и Шредингер) тремя физиками-теоретиками несомненно является отзвуком необычайно возросшего значения теоретической физики вообще и квантовой механики в частности.
Изложены основные квантовомеханические идеи, тщательно обоснован принцип неопределенностей, рассмотрены теория Шрёдингера и проблема элементарных частиц и их взаимодействий.
Приведено большое число примеров и задач.
