镜中的宇宙 消失的粒子与幸存的世界

我们为何能够存在于宇宙？
日本东京大学Kavli数学物理学联合宇宙研究机构 所长
Coursera人气课程“从大爆炸到暗能量”讲授者
村山齐 科普力作
激荡人心的自然解谜之旅
迫近物质世界存在的真相 

我们以及我们的物质世界，为何能存在于宇宙？物质与反物质成对湮灭，应当使得宇宙中空无一物。但一部分反物质却神秘消失，物质世界因而得以幸存。这背后的神秘“力量”究竟是什么?
本书围绕“我们为何存在于宇宙”这一问题，从可感的物质世界出发，层层深入至微观粒子世界，结合基本粒子标准模型的体系，一路探索至中微子与反物质及物质世界间的隐秘关系。本书不止沉潜于对前沿研究的讲解，更是一部激荡人心的自然解谜佳作，能够让读者体会到自然探索中的感动与沉醉。

村山齐（Hitoshi Murayama）
1964年出生。
1986年东京大学毕业。
1991年修完东京大学博士课程，专业为基本粒子物理学。
曾任日本东北大学助教，自2000年开始担任加利福尼亚大学伯克利分校教授。
2002年，荣获西宫汤川纪念奖。
2007年，日本文部科学省创立的研究基地——东京大学卡弗里数学物理联合宇宙研究机构（IPMU），村山先生担任第一代所长职务。
主要研究课题为超对称性理论、中微子、初期宇宙、粒子加速器实验的现象论等。与科学家共同协作，推动宇宙研究的发展，同时为将研究成果回报给社会，积极投身市民讲座和科学教室等演讲活动。

第　1章 腼腆的中微子　001

1.首尾相接的“宇宙之蛇”　002

2.未知的“黑暗乐园”　004

3.宇宙中充满了中微子　007

4.探索原子的世界　010

5.消失的能量　012

6.泡利的预言　013

7.核电站中的“幽灵”　016

第　2章 基本粒子的世界　019

1.宇宙是由大量基本粒子构成的　020

2.质子和中子是由夸克构成的　022

3.基本粒子都是“三兄弟”　024

4.基本粒子有“味”？　026

5.力是粒子的交换　028

6.强力的真相　032

7.弱力的真相　033

8.四种力的统一　035

9.　CP对称性破缺　038

10.　小林-益川理论的登场　040

11.　验证小林-益川理论　043

第3章　奇异的中微子世界　045

1.掌握关键的中微子　046

2.中微子的质量　049

3.中微子与时间　058

4.利用中微子观测太阳　061

5.太阳中微子问题　064

6.　KamLAND实验　066

小专栏——神冈探测器与中微子　070

第4章　极轻的中微子之谜　073

1.中微子总是左旋的　074

2.　超重量级的左旋反中微子　076

3.传达“力的统一”的基本粒子　079

4.左旋中微子极轻的原因　081

答疑解惑　084

第5章　中微子是淘气鬼？　087

1.力的统一与中微子　088

2.中微子的馈赠　090

3.利用中微子研究物质与反物质的行为　093

4.μ子中微子变成了电子中微子　094

答疑解惑　098

第6章　希格斯玻色子的真相　101

1.希格斯玻色子是“上帝粒子”？　102

2.利用小型汽车的碰撞打造重型坦克　107

3.　1015次撞击产生10个希格斯玻色子　111

4.　99.999 94%的准确率　113

5.探寻光子和μ子　115

6.预言新粒子存在的希格斯博士　122

7.　对称性自发破缺　124

8.希格斯玻色子冷却后建立了宇宙的秩序　127

9.看不见“脸”的希格斯玻色子　132

10.新时代的开启——探寻希格斯玻色子的容颜　133

11.实现统一的时代　137

答疑解惑　141

第7章　我们为何存于宇宙　145

1.宇宙正在膨胀　146

2.大爆炸的证据　148

3.暴胀理论　152

4.由基本粒子的涨落引起的褶皱　156

5.迫近宇宙的开端　160

6.　被寄予厚望的“超弦理论”　164

7.迫近比原子还要微小的宇宙开端　167

8.　“SuMIRe项目”与宇宙的过去和未来　173

答疑解惑　175

后记　177

宇宙中为何会形成“物质”呢？基本粒子研究已经揭开了该问题的一层面纱。这本书结合了实验的成果，讲述了研究者对这一问题的挑战。
——小林诚（诺贝尔物理学奖得主，日本高能加速器研究机构 特别荣誉教授）

中微子研究可谓是日本的“家传绝技”，也是解答“世界为何存在，而没有化为虚无”这一谜题的关键。在这本书中，处处都能感受到村山先生对中微子的爱。
——大栗博司（加州理工学院理论物理研究所所长）

“对称性破缺”是时空历史的支配者，远远超出了日常的尺度，人类能够迫近这一巨大的谜题的真相