第1章 夸克胶子等离子体是什么

1.1 QCD渐近自由和退禁闭

1.2 QCD手征对称性破缺

1.3 夸克胶子等离子体的产生

1.4 在哪里可以找到夸克胶子等离子体

1.5 相对论重离子碰撞产生QGP的信号

1.6 相对论重离子碰撞实验纵览

1.7 自然单位和粒子数据

第1部分 夸克胶子等离子体的基本概念

第2章 QCD简介

2.1 QCD经典作用量

2.2 QCD量子化

2.3 QCD重整化

2.3.1 跑动耦合常数

2.3.2 渐近自由的更多内容

2.4 QCD的整体对称性

2.4.1 手征对称性

2.4.2 伸缩对称性

2.5 QCD真空性质

2.6 非微扰QCD的研究方法

2.6.1 袋模型

2.6.2 势模型

2.6.3 NJL模型

2.6.4 手征微扰理论

2.6.5 QCD求和规则

2.6.6 格点QCD

习题

第3章 夸克强子相变的物理

3.1 热力学的基本知识

3.2 无相互作用系统

3.3 强子弦和解禁闭

3.4 强子的渗析

3.5 袋模型的状态方程

3.6 Hagedorn极限温度

3.7 状态方程的参数化形式

3.8 格点状态方程

习题

第4章 有限温度场论

4.1 Z的路径积分表示

4.2 黑体辐射

4.3 有限T和μ的微扰理论

4.3.1 自由传播子

4.3.2 顶角

4.3.3 费曼规则

4.4 实时格林函数

4.5 高温零化学势的胶子传播子

4.6 高温零化学势的夸克传播子

4.7 HTL重求和

4.8 压强的微扰计算——展开到O（g5）

4.9 O（g6）贡献的红外问题

4.10 QED等离子体中的德拜屏蔽

4.11 QED等离子体的Vlasov方程

4.12 QCD等离子体的Vlasov方程

习题

第5章 QCD相变的格点规范理论

5.1 格点QCD基础

5.1.1 Wilson线

5.1.2 格点上的胶子

5.1.3 格点上的费米子

5.1.4 格点配分函数

5.2 Wilson圈

5.3 强耦合展开和禁闭效应

5.4 弱耦合展开和连续极限

5.5 蒙特卡罗模拟

5.5.1 重味夸克和反夸克之间的势

5.5.2 轻夸克的质量谱

5.6 有限温度的格点QCD

5.7 Nf=0的QCD禁闭-解禁闭转变

5.8 Nf=0情况的相变级次

5.9 动力学夸克的影响

5.10 有限化学势的影响

习题

第6章 手征相变

6.1 热密物质中的〈？q）

6.1.1 高温展开

6.1.2 低温展开

6.2 NJL模型

6.2.1 T=0时的动力学对称性破缺

6.2.2 T≠0时的对称性恢复

6.3 平均场理论和朗道函数

6.3.1 相变级次

6.3.2 二级相变

6.3.3 三次方相互作用导致的一级相变

6.3.4 六次相互作用下的三相临界行为

6.4 空间非均匀性和关联

6.5 临界涨落和Ginzburg区域

6.6 重整化群和？展开

6.6.1 4-？维度下的重整化

6.6.2 跑动耦合常数

6.6.3 顶角函数

6.6.4 顶角函数的重整化群方程

6.7 βi的微扰演化

6.8 重整化群方程和不动点

6.8.1 量纲分析和重整化群方程的解

6.8.2 重整化群的流

6.9 标度律和普适性

6.9.1 临界点的标度律

6.9.2 临界点附近的标度律

6.10 磁物态方程

6.11 不动点的稳定性

6.12 O（N）对称的φ4模型的临界指数

6.13 有限温度下QCD的手征相变

6.13.1 QCD的朗道泛函

6.13.2 没有轴矢反常的无质量QCD

6.13.3 有轴矢反常的无质量QCD

6.13.4 轻夸克质量的效应

6.13.5 有限化学势的效应

习题

第7章 热环境中的强子态

7.1 热等离子体中的重夸克偶素

7.1.1 零温时的Q？谱

7.1.2 T≠0时的Q？

7.1.3 高温时粲夸克偶素的压低

7.1.4 格点QCD中Polyakov线的关联

7.2 热介质中的轻夸克偶素

7.2.1 零温时的q？谱

7.2.2 有限温度时的Nambu-Goldstone定理

7.2.3 维里展开和夸克凝聚

7.2.4 低温π介子

7.2.5 低温时的矢量介子

7.3 用格点QCD研究介质内的强子

7.4 来自热密物质的光子和双轻子

7.4.1 光子产生率

7.4.2 双轻子产生率

习题

第2部分 天体物理中的夸克胶子等离子体

第8章 早期宇宙中的QGP

8.1 宇宙大爆炸的观测证据

8.2 均匀的各向同性的空间

8.2.1 Robertson-Walker度规

8.2.2 哈勃定律和红移

8.2.3 视界距离

8.3 宇宙的膨胀定律

8.3.1 爱因斯坦方程

8.3.2 临界密度

8.3.3 弗里德曼方程的解

8.3.4 熵守恒

8.3.5 宇宙的年龄

8.4 宇宙的热历史：从夸克胶子等离子体（QGP）到宇宙微波背景辐射（CMB）

8.5 原初核合成

8.6 再论早期宇宙QCD相变

8.6.1 t＜tI（T＞Tc）

8.6.2 tI＜t＜TF（T=Tc）

8.6.3 t＞tF（T＜Tc）

习题

第9章 致密星

9.1 中子星的特性

9.2 牛顿致密星

9.2.1 白矮星

9.2.2 中子星

9.3 广义相对论星体

9.3.1 致密星的最大质量

9.3.2 Oppenheimer-Volkoff方程

9.3.3 史瓦西均匀密度星

9.4 致密星的化学成分

9.4.1 中子星物质和超子物质

9.4.2 u,d夸克物质

9.4.3 u,d,s夸克物质

9.5 夸克-强子相变

9.5.1 核物质以及中子物质的状态方程

9.5.2 夸克物质的状态方程

9.5.3 稳定的奇异物质

9.6 夸克物质相变

9.7 中子星和夸克星的结构

9.7.1 中子星的质量-半径关系

9.7.2 奇异夸克星

9.8 高密物质的各种相

习题

第3部分 相对论重离子碰撞中的夸克胶子等离子体

第10章 相对论重离子碰撞简介

10.1 核阻止本领和核穿透性

10.2 碰撞的时空图像

10.3 中心平台和碎裂区

10.4 极端相对论核-核碰撞的演化史

10.5 重离子碰撞的几何学

10.6 重离子加速器的过去、现在和未来

第11章 重离子碰撞中的相对论流体力学

11.1 多粒子产生的费米和朗道图像

11.2 相对论流体力学

11.2.1 完美流体

11.2.2 耗散流体

11.3 Bjorken标度解

11.3.1 完美流体

11.3.2 耗散效应

11.4 与观测量的联系

习题

第12章 预平衡过程的输运理论

12.1 经典玻尔兹曼方程

12.2 玻尔兹曼H定理

12.3 经典输运方程的协变形式

12.3.1 守恒律

12.3.2 局域H定理和局域平衡

12.4 量子输运理论

12.4.1 密度矩阵

12.4.2 狄拉克方程

12.4.3 威格纳函数

12.4.4 W（x,p）的运动方程

12.4.5 半经典近似

12.4.6 非阿贝尔推广

12.5 QCD唯象输运方程

习题

第13章 夸克胶子等离子体的形成和演化

13.1 初始条件

13.1.1 色弦碎裂模型

13.1.2 色玻璃凝聚

13.1.3 微扰QCD模型

13.2 迷你喷注的产生

13.3 等离子体纵向膨胀及QCD相变

13.4 等离子体横向膨胀

13.5 横动量谱和横向流

习题

第14章 夸克胶子等离子体诊断基本原理

14.1 利用强子诊断QGP性质

14.1.1 相变探测

14.1.2 粒子产额比和化学平衡

14.1.3 横动量分布和流

14.1.4 各向异性流和状态方程

14.1.5 干涉法和时空演化

14.1.6 逐事例涨落

14.1.7 夸克重组导致的强子产生

14.2 QGP的硬探针诊断：喷注断层扫描

14.3 QGP的轻子和光子诊断

14.3.1 Drell-Yan双轻子产生

14.3.2 QGP中的J／Ψ压低和德拜屏蔽

14.3.3 热光子和双轻子

习题

第15章 CERN-SPS实验结果

15.1 相对论重离子加速器

15.2 核-核碰撞的基本特性

15.2.1 单粒子谱

15.2.2 集体膨胀

15.2.3 HBT两粒子关联

15.3 奇异性产生和化学平衡

15.4 J／Ψ压低

15.5 低质量双轻子产额增强

15.6 直生光子的测量

第16章 相对论重离子对撞机（RHIC）的早期结果

16.1 RHIC上重离子加速与对撞

16.2 粒子的产生

16.3 横动量分布

16.4 HBT关联

16.5 热化

16.6 方位角各向异性

16.7 大横动量强子产额的压低

16.8 喷注结构修正

16.9 夸克数标度律

第17章 相对论重离子碰撞实验中的探测器

17.1 相对论重离子碰撞的特征

17.2 横能量ET

17.3 事件特征描述探测器

17.4 强子谱仪

17.4.1 通过测量能量损失dE/dx进行粒子鉴别

17.4.2 通过测量飞行时间进行粒子鉴别

17.4.3 通过切伦科夫探测器进行粒子鉴别

17.5 轻子对谱仪

17.6 光子谱仪

17.7 PHENIX：一个大型复合探测器

习题

附录A 常数与自然单位制

附录B 狄拉克矩阵、狄拉克旋量和SU（N）代数

附录C 泛函、高斯和Grassmann积分

附录D 弯曲时空与爱因斯坦方程

附录E 相对论运动学和变量

附录F 散射振幅、光学定理与基本部分子散射

附录G 声波与横向膨胀

附录H 粒子表

参考文献

索引