现代粒子物理学导论(第三版)(英文影印版) 中外物理学精品书系

　　粒子物理依然是人类探索微观世界的前沿，某种意义上说也是整个现代物理学的基础。《现代粒子物理学导论（第三版）(英文影印版)》是一本内容非常丰富的专著，对于粒子物理的研究者来说是难得的参考书。对于初学者也是很好的教材。 

　　《现代粒子物理学导论（第三版）(英文影印版)》涵盖了粒子物理各种方向，包括量子电动力学、夸克模型、标准模型等等。在理论和实验两方面都进行了系统讲解。此外，本书还着重讨论了天体物理、宇宙学和粒子物理学的交叉研究，即天体粒子物理学。
　　《现代粒子物理学导论（第三版）(英文影印版)》适合粒子物理、核物理、天体物理等领域的研究者和研究生阅读。

　　(巴基斯坦)法耶兹丁，巴基斯坦国家物理中心教授。

Preface vii
1. Introduction 1
　1.1 Fundamental Forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
　　1.1.1 The Gravitational Force . . . . . . . . . . . . . . 2
　　1.1.2 The Weak Nuclear Force . . . . . . . . . . . . . . 2
　　1.1.3 The Electromagnetic Force . . . . . . . . . . . . . 3
　　1.1.4 The Strong Nuclear Force . . . . . . . . . . . . . . 4
　1.2 Relative Strength of Four Fundamental Forces . . . . . . 4
　1.3 Range of the Three Basic Forces . . . . . . . . . . . . . . 5
　1.4 Classi_cation of Matter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
　1.5 Strong Color Charges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
　1.6 Fundamental Role of Charges” in the Uni_cation of Forces 10
　1.7 Strong Quark-Quark Force . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
　1.8 Grand Uni_cation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
　1.9 Units and Notation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
　1.10 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
　1.11 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2. Scattering and Particle Interaction 23
　2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
　2.2 Kinematics of a Scattering Process . . . . . . . . . . . . . 26
　2.3 Interaction Picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
　2.4 Scattering Matrix (S-Matrix) . . . . . . . . . . . . . . . . 32
　2.5 Phase Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
　2.6 Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
　　2.6.1 Two-body Scattering . . . . . . . . . . . . . . . . 39
　　2.6.2 Three-body Decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
　2.7 Electromagnetic Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
　2.8 Weak Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
　2.9 Hadronic Cross-section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
　2.10 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
　2.11 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3. Space-Time Symmetries 59
　3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
　　3.1.1 Rotation and SO(3) Group . . . . . . . . . . . . . 60
　　3.1.2 Translation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
　　3.1.3 Lorentz Group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
　3.2 Invariance Principle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
　　3.2.1 U Continuous . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
　　3.2.2 U is Discrete (e.g. Space Reection) . . . . . . . . 66
　3.3 Parity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
　3.4 Intrinsic Parity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
　　3.4.1 Intrinsic Parity of Pion . . . . . . . . . . . . . . . 70
　3.5 Parity Constraints on S-Matrix for Hadronic Reactions . . 71
　　3.5.1 Scattering of Spin 0 Particles on Spin 12 Particles 71
　　3.5.2 Decay of a Spin 0+ Particle into Three SpinlessParticles Each Having Odd Parity . . . . . . . . . 72
　3.6 Time Reversal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
　　3.6.1 Unitarity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
　　3.6.2 Reciprocity Relation . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
　3.7 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
　　3.7.1 Detailed Balance Principle . . . . . . . . . . . . . 76
　3.8 Unitarity Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
　　3.8.1 Two-Particle Partial Wave Unitarity . . . . . . . . 79
　3.9 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
　3.10 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4. Internal Symmetries 91
　4.1 Selection Rules and Globally Conserved Quantum Numbers 91
　4.2 Isospin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
　　4.2.1 Electromagnetic Interaction and Isospin . . . . . . 100
　　4.2.2 Weak Interaction and Isospin . . . . . . . . . . . . 101
　4.3 Resonance Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
　　4.3.1 _-resonance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
　　4.3.2 Spin of _ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
　4.4 Charge Conjugation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
　4.5 G-Parity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
　4.6 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
　4.7 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5. Unitary Groups and SU(3) 119
　5.1 Unitary Groups and SU(3) . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
　5.2 Particle Representations in Flavor SU(3) . . . . . . . . . . 124
　　5.2.1 Mesons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
　　5.2.2 Baryons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
　5.3 U-Spin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
　5.4 Irreducible Representations of SU(3) . . . . . . . . . . . . 134
　　5.4.1 Young’s Tableaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
　5.5 SU(N) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
　5.6 Applications of Flavor SU(3) . . . . . . . . . . . . . . . . 145
　　5.6.1 SU(3) Invariant BBP Couplings . . . . . . . . . . 145
　　5.6.2 VPP Coupling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
　5.7 Mass Splitting in Flavor SU(3) . . . . . . . . . . . . . . . 148
　5.8 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
　5.9 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
6. SU(6) and Quark Model 159
　6.1 SU(6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
　　6.1.1 SU(6) Wave Function for Mesons . . . . . . . . . 160
　6.2 Magnetic Moments of Baryons . . . . . . . . . . . . . . . 164
　6.3 Radiative Decays of Vector Mesons . . . . . . . . . . . . . 170
　6.4 Radiative Decays (Complementary Derivation) . . . . . . 176
　　6.4.1 Mesonic Radiative Decays V = P + . . . . . . . 176
　　6.4.2 Baryonic Radiative Decay . . . . . . . . . . . . . 177
　6.5 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
　6.6 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
7. Color, Gauge Principle and Quantum Chromodynamics 181
　7.1 Evidence for Color . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
　7.2 Gauge Principle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
　　7.2.1 Aharanov and Bohm Experiment . . . . . . . . . 186
　　7.2.2 Gauge Principle for Relativistic Quantum Mechanics 188
　7.3 Non-Abelion Local Gauge Transformations (Yang-Mills) . 190
　7.4 Quantum Chromodynamics (QCD) . . . . . . . . . . . . . 194
　　7.4.1 Conserved Current . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
　　7.4.2 Experimental Determinations of _s(q2) andAsymptotic Freedom of QCD . . . . . . . . . . . . 199
　7.5 Hadron Spectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
　　7.5.1 One Gluon Exchange Potential . . . . . . . . . . . 202
　　7.5.2 Long Range QCD Motivated Potential . . . . . . 205
　　7.5.3 Spin-Spin Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . 209
　7.6 The Mass Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
　　7.6.1 Meson Mass Relations . . . . . . . . . . . . . . . . 211
　　7.6.2 Baryon Mass Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . 213
　7.7 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
　7.8 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
8. Heavy Flavors 221
　8.1 Discovery of Charm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
　　8.1.1 Isospin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
　　8.1.2 SU(3) Classi_cation . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
　8.2 Charm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
　　8.2.1 Heavy Mesons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
　　8.2.2 The Fifth Quark Flavor: Bottom Mesons . . . . . 228
　　8.2.3 The Sixth Quark Flavor: The Top . . . . . . . . . 228
　8.3 Strong and Radiative Decays of D_ Mesons . . . . . . . . 229
　8.4 Heavy Baryons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
　8.5 Quarkonium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
　8.6 Leptonic Decay Width of Quarkonium . . . . . . . . . . . 237
　8.7 Hadronic Decay Width . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
　8.8 Non-Relativistic Treatment of Quarkonium . . . . . . . . 240
　8.9 Observations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
　8.10 Tetraquark . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
　8.11 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
　8.12 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
9. Heavy Quark E_ective Theory 255
　9.1 E_ective Lagrangian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
　9.2 Spin Symmetry of Heavy Quark . . . . . . . . . . . . . . . 259
　9.3 Mass Spectroscopy for Hadrons with One Heavy Quark . 264
　9.4 The P-wave Heavy Mesons: Mass Spectroscopy . . . . . . 269
　9.5 Decays of P-wave Mesons . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
　9.6 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
　9.7 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
10. Weak Interaction 279
　10.1 V ?? A Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
　　10.1.1 Helicity of the Neutrino . . . . . . . . . . . . . . . 281
　10.2 Classi_cation of Weak Processes . . . . . . . . . . . . . . 281
　　10.2.1 Purely Leptonic Processes . . . . . . . . . . . . . 281
　　10.2.2 Semileptonic Processes . . . . . . . . . . . . . . . 283
　　10.2.3 Non-Leptonic Processes . . . . . . . . . . . . . . . 287
　　10.2.4 _-Decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
　　10.2.5 Remarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
　　10.2.6 Semi-Leptonic Processes . . . . . . . . . . . . . . 291
　10.3 Baryon Decays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
　10.4 Pseudoscalar Meson Decays . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
　　10.4.1 Pion Decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
　　10.4.2 Strangeness Changing Semi-Leptonic Decays . . . 297
　10.5 Hadronic Weak Decays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
　　10.5.1 Non-Leptonic Decays of Hyperons . . . . . . . . . 299
　　10.5.2 _I = 1/2 Rule for Hyperon Decays . . . . . . . . 302
　　10.5.3 Non-leptonic Hyperon Decays in Non-RelativisticQuark Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
　10.6 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
　10.7 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
11. Properties of Weak Hadronic Currents and Chiral Symmetry 311
　11.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
　11.2 Conserved Vector Current Hypothesis (CVC) . . . . . . . 311
　11.3 Partially Conserved Axial Vector Current Hypothesis(PCAC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
　11.4 Current Algebra and Chiral Symmetry . . . . . . . . . . . 317
　　11.4.1 Explicit Breaking of Chiral Symmetry . . . . . . . 320
　　11.4.2 An Application of Chiral Symmetry to Non-Leptonic Decays of Hyperons . . . . . . . . . . . . 323
　11.5 Axial Anomaly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
　11.6 QCD Sum Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
　11.7 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
　11.8 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
12. Neutrino 331
　12.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
　12.2 Intrinsic Properties of Neutrinos . . . . . . . . . . . . . . 332
　12.3 Mass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
　　12.3.1 Constraints on Neutrino Mass . . . . . . . . . . . 333
　　12.3.2 Dirac and Majorana Masses . . . . . . . . . . . . 337
　　12.3.3 Fermion Masses in the Standard Model (SM) andSee-saw Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
　12.4 Neutrino Oscillations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
　　12.4.1 Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein E_ect . . . . . . . 345
　　12.4.2 Evolution of Flavor Eigenstates in Matter . . . . . 349
　12.5 Evidence for Neutrino Oscillations . . . . . . . . . . . . . 351
　　12.5.1 Disappearance Experiments . . . . . . . . . . . . 351
　　12.5.2 Appearance Experiments . . . . . . . . . . . . . . 351
　12.6 Neutrino Mass Models and Mixing Matrix and Symmetries 355
　12.7 Neutrino Magnetic Moment . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
　12.8 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
　12.9 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
13. Electroweak Uni_cation 365
　13.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
　13.2 Spontaneous Symmetry Breaking and Higgs Mechanism . 366
　　13.2.1 Higgs Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368
　　13.2.2 Gauge Symmetry Breaking for Chiral U1U2 Group 369
　13.3 Renormalizability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
　13.4 Electroweak Uni_cation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
　　13.4.1 Experimental Consequences of the ElectroweakUni_cation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
　　13.4.2 Need for Radiative Corrections . . . . . . . . . . . 382
　　13.4.3 Experiments which Determine sin2 _W . . . . . . 387
　13.5 Decay Widths of W and Z Bosons . . . . . . . . . . . . . 389
　13.6 Tests of Yang-Mills Character of Gauge Bosons . . . . . . 395
　13.7 Higgs Boson Mass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
　13.8 Upper Bound . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
　　13.8.1 Unitarity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
　　13.8.2 Finiteness of Couplings . . . . . . . . . . . . . . . 400
　13.9 Standard Model, Higgs Boson Searches, Production at Decays

　　13.9.1 LEP-2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
　　13.9.2 LHC and Tevatron . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
　13.10 Two Higgs Doublet Model (2HDM) . . . . . . . . . . . . . 406
　13.11 GIM Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411
　13.12 Cabibbo-Kobayashi-Maskawa Matrix . . . . . . . . . . . . 414
　13.13 Axial Anomaly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
　13.14 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421
　13.15 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423
14. Deep Inelastic Scattering 425
　14.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425
　14.2 Deep-Inelastic Lepton-Nucleon Scattering . . . . . . . . . 427
　14.3 Parton Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
　14.4 Deep Inelastic Neutrino-Nucleon Scattering . . . . . . . . 436
　14.5 Sum Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
　14.6 Deep-Inelastic Scattering Involving Neutral Weak Currents 446
　14.7 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
　14.8 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450
15. Weak Decays of Heavy Flavors 451
　15.1 Leptonic Decays of _ Lepton . . . . . . . . . . . . . . . . 451
　15.2 Semi-Hadronic Decays of _ Lepton . . . . . . . . . . . . . 453
　　15.2.1 Special Cases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
　15.3 Weak Decays of Heavy Flavors . . . . . . . . . . . . . . . 457
　　15.3.1 Leptonic Decays of D and B Mesons . . . . . . . 458
　　15.3.2 Semileptonic Decays of D and B Mesons . . . . . 459
　　15.3.3 (Exclusive) Semileptonic Decays of D and B Mesons 464
　　15.3.4 Weak Hadronic Decays of B Mesons . . . . . . . . 471
　　15.3.5 Inclusive Hadronic B Decays . . . . . . . . . . . . 476
　　15.3.6 Radiative Decays of Bq Mesons . . . . . . . . . . 478
　15.4 Inclusive Hadronic Decays of D-Mesons . . . . . . . . . . 479
　　15.4.1 Scattering and Annihilation Diagrams . . . . . . . 480
　15.5 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484
　15.6 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487
16. Particle Mixing and CP-Violation 489
　16.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489
　16.2 CPT and CP Invariance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492
　16.3 CP-Violation in the Standard Model . . . . . . . . . . . . 494
　16.4 Particle Mixing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497
　16.5 K0 ?? _K0 Complex and CP-Violation in K-Decay . . . . . 504
　16.6 B0 ?? _B0 Complex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511
　16.7 CP-Violation in B-Decays . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515
　16.8 CP-Violation in Hadronic Weak Decays of Baryons . . . . 518
　16.9 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522
　16.10 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523
17. Grand Uni_cation, Supersymmetry and Strings 525
　17.1 Grand Uni_cation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525
　　17.1.1 q2 Evolution of Gauge Coupling Constants and theGrand Uni_cation Mass Scale . . . . . . . . . . . 529
　　17.1.2 General Consequences of GUTS . . . . . . . . . . 531
　17.2 Poincar_e Group and Supersymmetry . . . . . . . . . . . . 534
　　17.2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534
　　17.2.2 Poincar_e group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537
　　17.2.3 Two-Component Weyl Spinors . . . . . . . . . . . 539
　　17.2.4 Spinor Algebra, Supersymmetry . . . . . . . . . . 540
　　17.2.5 Supersymmetric Multiplets . . . . . . . . . . . . . 542
　17.3 Supersymmetry and Strings . . . . . . . . . . . . . . . . . 544
　　17.3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544
　　17.3.2 Supersymmetry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545
　17.4 String Theory and Duality . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548
　　17.4.1 M-theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 550
　17.5 Some Important Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552
　17.6 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552
　17.7 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552
　17.8 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554
18. Cosmology and Astroparticle Physics 557
　18.1 Cosmological Principle and Expansion of the Universe . . 557
　18.2 The Standard Model of Cosmology . . . . . . . . . . . . . 559
　18.3 Cosmological Parameters and the Standard Model Solutions 562
　18.4 Accelerating Universe and Dark Energy . . . . . . . . . . 566
　　18.4.1 Evidence from Supernovae . . . . . . . . . . . . . 567
　　18.4.2 Evidence from CMB Data . . . . . . . . . . . . . 568
　　18.4.3 Quintessence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571
　　18.4.4 Modi_ed Gravity . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573
　18.5 Hot Big Bang: Thermal History of the Universe . . . . . . 574
　　18.5.1 Thermal Equilibrium . . . . . . . . . . . . . . . . 574
　　18.5.2 The Radiation Era . . . . . . . . . . . . . . . . . 576
　18.6 Freeze Out . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 581
　18.7 Limit on Neutrino Mass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584
　18.8 Primordial Nucleosynthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . 585
　18.9 Ination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 588
　　18.9.1 Horizon Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 588
　　18.9.2 Flatness Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590
　　18.9.3 Realization of Ination . . . . . . . . . . . . . . . 591
　　18.9.4 Slow-roll Ination . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593
　18.10 Baryogenesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595
　　18.10.1 Sakharov’s Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . 597
　　18.10.2 Various Scenarios for Baryogenesis . . . . . . . . . 598
　　18.10.3 Leptogenesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601
　18.11 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606
　18.12 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
Appendix A Quantum Field Theory 609
　A.1 Spin 0 Field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609
　A.2 Spin 1/2 Particle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611
　A.2.1 Pauli Representation of Matrices . . . . . . . . 612
　A.2.2 Weyl Representation of Matrices . . . . . . . . . 613
　A.3 Trace of Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616
　A.4 Spin 1 Field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 618
　A.5 Massive Spin 1 Particle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 619
　A.6 Feynman Rules for S-Matrix in Momentum Space . . . . . 620
　A.7 Application of Feynman Rules . . . . . . . . . . . . . . . . 621
　A.7.1 e+e??!Hadrons . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624
　A.7.2 ElectronScatteringanStructurelessSpin1=2Target625
　A.8 Discrete Symmetries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 628
　A.8.1 Charge Conjugation . . . . . . . . . . . . . . . . . 628
　A.8.2 Space Reection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 631
　Electron Scattering and Structureless Spin 1=2 Target 625
　A.8.3 Time Reversal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 632
　A.9 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633
　AppendixB Renormalization Group and Running Coupling Constant 639
　B.1 Feynman Rules for Quantum Chromodynamics . . . . . . 639
　B.2 Renormalization Group, Coupling Constant and Asymptotic
　Freedom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 640
　B.3 Running Coupling Constant in Quantum Electrodynamics
　(QED) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645
　B.4 Running Coupling Constant for SU(2) Gauge Group . . . 646
　B.5 Renormalization Group and High Q2 Behavior of Green’s
　Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647
　B.5.1 Gluon Propagator . . . . . . . . . . . . . . . . . . 649
　B.5.2 Fermion Propagator . . . . . . . . . . . . . . . . . 650
　B.6 References for Appendices . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652
Index 653