Special Relativity in General Frames: From Particles to Astrophysics

نسبیت خاص اساس بسیاری از زمینه ها در فیزیک مدرن است: فیزیک ذرات، نظریه میدان کوانتومی، اخترفیزیک با انرژی بالا، و غیره. این نظریه در اینجا با اتخاذ یک دیدگاه چهار بعدی از ابتدا ارائه شده است. یکی از ویژگی های برجسته کتاب این است که خود را به فریم های اینرسی محدود نمی کند، بلکه ناظران شتاب دار و چرخان را در نظر می گیرد. بنابراین می توان اثرات فیزیکی مانند تقدم توماس یا اثر ساگناک را به روشی ساده و در عین حال دقیق درمان کرد. در فصول پایانی، موضوعات پیشرفته‌تری مانند میدان‌های کششی در فضازمان، حساب بیرونی و هیدرودینامیک نسبیتی مطرح می‌شود. در آخرین فصل کوتاه، نویسنده پیش نمایشی از گرانش ارائه می دهد و نشان می دهد که کجا با فضازمان مینکوفسکی ناسازگار می شود.
این کتاب که با بسیاری از یادداشت‌های تاریخی به خوبی نشان داده شده و غنی شده است، همچنین کاربردهای بسیاری از نسبیت خاص را ارائه می‌کند، از فیزیک ذرات (شتاب‌دهنده‌ها، برخورد ذرات، پلاسمای کوارک-گلئون) تا اخترفیزیک (جت‌های نسبیتی، هسته‌های فعال کهکشانی) و از جمله کاربردهای عملی (ژیرومترهای ساگناک، تابش سنکروترون، GPS). علاوه بر این، این کتاب برخی از پیشرفت های ریاضی، مانند تجزیه و تحلیل دقیق گروه لورنتس و جبر دروغ آن را ارائه می دهد.
این کتاب برای دانشجویان سال سوم فیزیک یا دوره کارشناسی ارشد و همچنین محققان و هر خواننده ای که علاقه مند به نسبیت است مناسب است.
به لطف رویکرد هندسی اتخاذ شده، این کتاب باید برای مطالعه نسبیت عام نیز مفید باشد.

«ارائه مدرن نسبیت خاص باید ساختارهای اساسی آن را ارائه کند، قبل از اینکه آنها را با استفاده از کاربردهای بتن برای مسائل دینامیکی خاص نشان دهد. چنین چالشی (با موفقیت انجام شد!) کتاب زیبای اریک گورگولون است.» (گزیده ای از پیشگفتار تیبو دامور)

Special relativity is the basis of many fields in modern physics: particle physics, quantum field theory, high-energy astrophysics, etc. This theory is presented here by adopting a four-dimensional point of view from the start. An outstanding feature of the book is that it doesn’t restrict itself to inertial frames but considers accelerated and rotating observers. It is thus possible to treat physical effects such as the Thomas precession or the Sagnac effect in a simple yet precise manner. In the final chapters, more advanced topics like tensorial fields in spacetime, exterior calculus and relativistic hydrodynamics are addressed. In the last, brief chapter the author gives a preview of gravity and shows where it becomes incompatible with Minkowsky spacetime.
Well illustrated and enriched by many historical notes, this book also presents many applications of special relativity, ranging from particle physics (accelerators, particle collisions, quark-gluon plasma) to astrophysics (relativistic jets, active galactic nuclei), and including practical applications (Sagnac gyrometers, synchrotron radiation, GPS). In addition, the book provides some mathematical developments, such as the detailed analysis of the Lorentz group and its Lie algebra.
The book is suitable for students in the third year of a physics degree or on a masters course, as well as researchers and any reader interested in relativity.
Thanks to the geometric approach adopted, this book should also be beneficial for the study of general relativity.

“A modern presentation of special relativity must put forward its essential structures, before illustrating them using concrete applications to specific dynamical problems. Such is the challenge (so successfully met!) of the beautiful book by Éric Gourgoulhon.” (excerpt from the Foreword by Thibault Damour)