2020年 大学院理工学研究科 シラバス - 物理学専攻
設置情報
| 科目名 |
原子核物理学Ⅱ
原子核と陽子・中性子、クォークの物理
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| 設置学科 | 物理学専攻 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 柴田 利明 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 木曜4 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | M44B |
| クラス | |||
概要
| 学修到達目標 | 原子核を構成する陽子と中性子、および中間子の性質と力学について、実験の現状を理解し、人に説明できるようになることが学修到達目標である。 強い相互作用をする粒子は総称してハドロンと呼ばれている。その中でも陽子と中間子の仲間はバリオンと呼ばれ、基本的にクォーク３個から構成されている。一方、中間子はクォークと反クォークから構成されている。現在では、物質粒子はクォーク、力を媒介する粒子はグルーオンとして、量子色力学で記述されている。これらについて学んで原子核の特性を人に説明できるようになる。 |
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| 授業形態及び 授業方法 |
この科目はメディア授業によって行う．授業では実験について数多く紹介する．練習問題、演習問題も多く扱う。演習に重心を置いて授業を行う。最初の授業では、CSTポータルIIのこの科目の「講義」の「共通教材」のところを見てください． ２単位の科目なので、授業時間を含めて全体で90時間になるように、計画を立てて、スケジュールを作って学修してください。 |
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準備学習（予習・ 復習等）の内容・ 受講のための 予備知識 |
力学、電磁気学、量子力学 |
授業計画
| 第1回 | 原子核とハドロン、強い相互作用 第１－１５回の授業で扱う練習問題、演習問題は、授業中に解説をしてフィードバックをする。 [事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、次の授業のときに質問できるようにまとめておく（240分） |
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| 第2回 | クォーク模型とパートン模型 [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、次の授業のときに質問できるようにまとめておく（240分） |
| 第3回 | クォークのフレーバー、バリオンと中間子 [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、次の授業のときに質問できるようにまとめておく（240分） |
| 第4回 | グル―オン、色電荷、漸近的自由、量子色力学(QCD) [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、次の授業のときに質問できるようにまとめておく（240分） |
| 第5回 | 弾性散乱と形状因子 [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、次の授業のときに質問できるようにまとめておく（240分） |
| 第6回 | 深非弾性散乱、構造関数とパートン分布関数, EMC効果 [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、次の授業のときに質問できるようにまとめておく（240分） |
| 第7回 | 核子の構造、和則 [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、次の授業のときに質問できるようにまとめておく（240分） |
| 第8回 | 核子のスピン構造 [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、次の授業のときに質問できるようにまとめておく（240分） |
| 第9回 | ハドロンの実験手法：加速器・貯蔵リング・冷却・測定器・偏極標的 [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、次の授業のときに質問できるようにまとめておく（240分） |
| 第10回 | ハドロンの弱い相互作用（I) 電弱相互作用の標準模型 [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、次の授業のときに質問できるようにまとめておく（240分） |
| 第11回 | ハドロンの弱い相互作用（II) パリティの破れ、CP対称性の破れ [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、次の授業のときに質問できるようにまとめておく（240分） |
| 第12回 | クォーク、ハドロンの質量の起源 [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、次の授業のときに質問できるようにまとめておく（240分） |
| 第13回 | ストレンジ、チャーム、ボトムクォークを含むハドロンと原子核 [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、次の授業のときに質問できるようにまとめておく（240分） |
| 第14回 | 高エネルギー重イオン衝突におけるハドロン物理 [事前・事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、次の授業のときに質問できるようにまとめておく（240分） |
| 第15回 | 宇宙・天体物理におけるハドロン [事後学習]授業の内容、参考書などの文献を検討して、質問があれば教員に質問をする。（240分） |
その他
| 教科書 |
特に指定しない．授業中の際に紹介する．
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| 参考資料コメント 及び 資料（技術論文等） |
B. ポッフ他著、柴田利明訳 『素粒子・原子核物理入門 改訂新版』 SPRINGER UNIVERSITY TEXTBOOKS 丸善出版 2012年
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| 成績評価の方法 及び基準 |
演習問題のレポート等によって成績評価をする。筆記試験は行わない。 |
| 質問への対応 | 電子メール、CSTポータルII Q&A などを使って質問を受ける． |
| 研究室又は 連絡先 |
E-Mailは、shibata.toshiaki@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー | |
| 学生への メッセージ |
強い相互作用は、湯川中間子論を起源として現在は量子色力学(QCD)として発展しています。弱い相互作用、電磁相互作用も実験と理論のよい一致が得られています。実験による原子核の理解の現状をこの科目で把握してもらいたい。 |