21世纪理论物理及其交叉学科前沿丛书 量子色动力学专题
作者： 黄涛，王伟等著
出版时间：2018年版
内容简介
《量子色动力学专题》采用专题形式，对量子色动力学(QCD)基础和有效理论进行了深入介绍，包含QCD基本特点、格点QCD、QCD求和规则、手征微扰理论、重夸克有效理论、软共线有效理论和非相对论QCD等，还介绍了多种微扰QCD计算技巧、高能强子碰撞与重味夸克物理中的QCD效应以及热密QCD理论等。内容既衔接基础理论与相关研究前沿，又有一定的自洽性和相对独立性，是迅速系统掌握量子色动力学整体框架和新进展所必备的参考书。
目录
目录
前言
第1章 量子色动力学 (QCD) 的基本特点 黄涛
1.1 量子色动力学的实验基础 1
1.1.1 核力和强子 1
1.1.2 强子谱分类和夸克 3
1.1.3 深度非弹性散射实验中标度无关性规律 4
1.1.4 夸克“色”自由度存在的实验证据 6
1.2 SU(3)规范对称性和QCD拉氏密度 7
1.2.1 规范变换不变性原理 8
1.2.2 SU(3) 群 9
1.2.3 QCD拉氏函数 12
1.2.4 手征对称性 14
1.3 QCD量子化和 Feynman规则 15
1.3.1 QCD量子化 15
1.3.2 QCD Feynman规则 19
1.4 单圈图近似β(g) 函数和渐近自由 29
1.4.1 维数正规化和单圈图重整化 30
1.4.2 重整化常数和抵消项 33
1.4.3 渐近自由 35
1.4.4 重整化群方程 37
1.5 微扰QCD 41
1.6 夸克禁闭 49
1.6.1 禁闭在强子内部的夸克和胶子 49
1.6.2 强子内夸克和胶子的几率分布 51
1.6.3 重夸克偶素和禁闭势 55
1.6.4 夸克禁闭和非微扰效应 57
参考文献 58
第2章 格点QCD陈莹
2.1 格点QCD简介 62
2.1.1 时空格点上的规范对称性和规范不变量 63
2.1.2 规范场的格点作用量 65
2.1.3 夸克场的格点实现 67
2.1.4 Wilson费米子作用量 69
2.1.5 Wilson费米子的对称性 71
2.1.6 格点上的手征对称性 72
2.1.7 连续极限 73
2.1.8 格点QCD的物理观测量和计算方案 75
2.1.9 系统误差来源 78
2.1.10 作用量改进方案 80
2.2 蒙特卡罗数值模拟方法 81
2.2.1 蒙特卡罗模拟 83
2.2.2 马尔可夫过程 84
2.2.3 Metropolis算法 85
2.2.4 纯规范场组态的更新算法 86
2.2.5 包含夸克场的格点QCD的蒙特卡罗模拟 87
2.2.6 淬火近似和 full-QCD计算 90
2.3 强子谱的格点QCD计算 90
2.3.1 强子谱学格点QCD研究的一般方案 91
2.3.2 轻强子质量谱 97
2.3.3 重夸克势和色禁闭 99
2.3.4 标准模型基本参数——强耦合常数和流夸克质量 103
2.3.5 三点函数和强子矩阵元 105
2.3.6 CKM矩阵元的相关格点QCD计算 108
2.4 强子{强子相互作用 109
2.4.1 格点上单粒子的有限体积效应 110
2.4.2 格点上的两粒子相互作用 111
2.4.3 Luscher 有限体积方法 113
2.4.4 可能的强子{强子束缚态的格点QCD研究 117
2.4.5 共振态的格点QCD研究 119
参考文献 122
第3章QCD的手征对称性和手征微扰论 王 青
3.1 QCD的手征对称性与手征反常 124
3.2 赝标介子的手征有效拉氏量与手征微扰理论 137
3.3 赝标介子手征有效拉氏量与QCD的关系 160
3.4 其他低能强子的手征有效拉氏量 179
参考文献 192
第4章QCD的大 Nc展开 王青
4.1 QCD大 Nc展开的 Feynman图及路径积分分析 194
4.2 介子的大 Nc展开 201
4.3 重子与核子的大 Nc展开 208
4.4 QCD的圈动力学与大 Nc展开 216
参考文献 222
第5章QCD真空凝聚和背景场方法 黄涛
5.1 QCD真空凝聚 223
5.1.1 非零真空平均值 223
5.1.2 QCD真空凝聚 226
5.2 背景场中QCD等效拉氏函数和 Feynman规则 230
5.2.1 背景场中QCD等效拉氏函数 230
5.2.2 背景场中QCD Feynman规则 232
5.3 背景场中的夸克传播子和胶子传播子 234
5.3.1 固定点规范 234
5.3.2 背景场中的夸克传播子 236
5.3.3 背景场中的胶子传播子 245
5.4 真空凝聚参量 249
5.4.1 几个常用的量纲真空凝聚参量 249
5.4.2 与凝聚参量相关的几个公式 251
5.4.3 非零点真空凝聚参量 253
5.5 QCD求和规则 259
5.6 强子分布振幅和它们的矩 267
5.6.1 强子价夸克分布振幅(x，Q) 267
5.6.2 Brodsky-Lepage演化方程 270
5.6.3 分布振幅的矩 274
5.7 应用背景场方法计算介子分布振幅的矩 275
5.7.1 定义两点关联函数 275
5.7.2 背景场方法计算关联函数 278
5.7.3 强子唯象层次计算关联函数 281
5.7.4 应用 Borel变换 282
5.7.5 数值计算结果 283
5.7.6 分布振幅模型 284
参考文献 286
第6章QCD因子化 李湘楠
6.1 红外发散与红外安全 289
6.2 深度非弹性散射与共线因子化 293
6.3 重整化群与因子化定理的应用 303
6.4 kT因子化 308
参考文献 313
第7章QCD重求和 李湘楠
7.1 重求和基本技巧 316
7.2 阈重求和与DGLAP方程式 323
7.3 kT重求和与BFKL方程式 330
7.4 联合重求和与 CCFM 方程式 334
参考文献 337
第8章 高能碰撞中的QCD效应 王由凯，朱守华
8.1 简介 338
8.2 例子：标准模型 Higgs 粒子的产生、衰变与QCD效应 339
8.3 实验数据与理论预言直接对比的困难 341
8.4 微扰QCD过程 343
8.4.1 因子化定理 343
8.4.2 红外安全 345
8.4.3 固定阶计算 345
8.4.4 一圈图计算的程序实现 351
8.4.5 簇射 354
8.5 软QCD过程 357
8.6 蒙特卡罗事例产生子 358
8.6.1 利用马尔可夫链对微扰过程的模拟 358
8.6.2 匹配问题 360
8.6.3 强子化的弦模型 360
8.6.4 强子化团簇模型 363
8.7 小结 364
参考文献 364
第9章QCD重整化能标的设定 吴兴刚，申建明
9.1 微扰QCD展开与重整化能标的设定问题 366
9.2 重整化能标设定方案需满足的自洽条件 367
9.3 几种典型的重整化能标设定方案 371
9.3.1 FAC方案 371
9.3.2 BLM方案 373
9.3.3 PMS方案 385
9.3.4 PMC方案 392
9.4 基于重整化群不变性的讨论 399
9.5 PMC 应用举例 402
9.5.1 正负电子湮灭比值 Re+e-(Q) 403
9.5.2 Z0 玻色子衰变到强子的高阶微扰修正 405
9.5.3 Tevatron强子对撞机上顶夸克对的产生 408
9.5.4 重夸克和轻子的角分布 412
参考文献 416
第10章 重夸克对称性和重夸克有效理论 郭新恒
10.1 重夸克对称性和重夸克有效理论的基本思想 418
10.2 mQ→1(mQQCD) 时的重夸克有效理论 420
10.2.1 重夸克有效理论的拉氏量 420
10.2.2 重夸克味道和自旋对称性 SU(2)f×SU(2)s 421
10.2.3 重夸克极限下重味强子弱衰变的跃迁矩阵元 423
10.3 重夸克有效理论的 1=mQ高阶修正 427
10.3.1 计算有效理论的一般步骤 427
10.3.2 包含 1=mQ展开的一阶修正的重夸克有效理论的推导 430
10.4 重味强子的质量谱 434
10.5 考虑 1=mQ高阶修正的重味强子跃迁矩阵元 438
10.6 重夸克有效理论的重整化和辐射修正 442
10.6.1 重夸克有效理论的重整化 442
10.6.2 重夸克有效理论和QCD的匹配 445
10.6.3 几个关于算符辐射修正的例子 447
参考文献 453
第11章 重味物理和QCD吕才典
11.1 重味物理中的 CP 破坏 455
11.1.1 中性 B介子系统 458
11.1.2 弱衰变的 CP破坏的分类 461
11.2 B 介子非轻子衰变的QCD计算方法简介 467
11.2.1 b夸克衰变的有效哈密顿量 468
11.2.2 朴素和推广的因子化方法 471
11.3 QCD因子化方法 474
11.3.1 辐射修正 476
11.3.2 1/mb幂次修正 478
11.4 微扰QCD因子化方法 481
11.4.1衰变的因子化证明 483
11.4.2形状因子 489
11.4.3 B介子两体非轻衰变 493
11.5 小结 497
参考文献 498
第12章 软共线有效理论 王 伟
12.1 大能量有效理论中的重到轻形状因子 499
12.2 动量积分区域展开 502
12.2.1 二维标量粒子的自能修正 502
12.2.2 Sudakov因子：无质量粒子的顶点修正 505
12.2.3 有质量粒子的顶点修正 508
12.3 标量粒子的软共线有效理论 510
12.3.1 标量粒子的拉氏量 510
12.3.2 有效理论拉氏量与流算符的匹配 511
12.3.3 六维时空中的 Sudakov因子 515
12.4 量子色动力学与软共线有效理论 519
12.4.1 幂次分析 519
12.4.2 有效拉氏量 520
12.4.3 软共线相互作用 521
12.4.4 Wilson线与规范不变性 522
12.4.5 软共线退耦与因子化定理 523
12.4.6 共线反常情况下的因子化 525
12.5 软共线有效理论的一些应用 526
12.5.1 B→Dπ因子化 526
12.5.2 重到轻形状因子分析 529
12.5.3 Sudakov因子重求和 532
参考文献 535
第13章 NRQCD 与重夸克偶素物理 马滟青，赵光达
13.1 重夸克偶素及其性质 538
13.2 NRQCD 有效理论 541
13.2.1 Foldy-Wouthuysen-Tani变换 541
13.2.2
