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 | 素粒子物理学Ⅱ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 物理学専攻 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 出口 真一 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 金曜2 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | M52C |
| クラス | |||
概要
| 学修到達目標 | 主に素粒子物理学を学びたい学生を対象に、指定された教科書・テキストをもとに学生が輪読を行い問題を解くことで、素粒子物理学の基礎を習得する。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
教科書・テキストを基にした輪講・演習が中心となる。必要に応じて教員が詳細な解説を行う。 |
|
準備学習（予習・ 復習等）の内容・ 受講のための 予備知識 |
準備学習として、次回の学習内容をまんべんなく予習し、疑問点などをまとめておくこと。 学部で量子力学を学んでおり、さらに場の理論特論Ｉと素粒子物理学Ｉを受講していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | 相対論的運動学 -特殊相対論に関する復習を行う。 事前学習：指定されたテキストを読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと（120分）。 事後学習：テキストの内容や計算を再確認し、宿題として出されたレポート問題を解くこと（120分）。 |
|---|---|
| 第2回 | 群論 -素粒子の分類で必要になるSU(2)とSU(3)について学ぶ。 事前学習：指定されたテキストを読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと（120分）。 事後学習：テキストの内容や計算を再確認し、宿題として出されたレポート問題を解くこと（120分）。 |
| 第3回 | 場の量子論1 -場と粒子、自由スカラー場について復習する。 事前学習：指定されたテキストを読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと（120分）。 事後学習：テキストの内容や計算を再確認し、宿題として出されたレポート問題を解くこと（120分）。 |
| 第4回 | 場の量子論２ -自由スピナー場と自由ベクトル場（電磁場）について復習する。 事前学習：指定されたテキストを読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと（120分）。 事後学習：テキストの内容や計算を再確認し、宿題として出されたレポート問題を解くこと（120分）。 |
| 第5回 | 対称性と保存則 -離散的対称性的と連続的対称性について学ぶ。特に連続対称性と保存則の関係を学習する。 事前学習：指定されたテキストを読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと（120分）。 事後学習：テキストの内容や計算を再確認し、宿題として出されたレポート問題を解くこと（120分）。 |
| 第6回 | 自発的対称性の破れと非可換ゲージ対称性 -現在の素粒子論の基礎となる自発的対称性の破れと非可換ゲージ対称性について学ぶ。 事前学習：指定されたテキストを読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと（120分）。 事後学習：テキストの内容や計算を再確認し、宿題として出されたレポート問題を解くこと（120分）。 |
| 第7回 | 摂動論 -摂動論の概念と相互作用の効果、ファインマン則と繰り込みに関する基本事項を学習する。 事前学習：指定されたテキストを読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと（120分）。 事後学習：テキストの内容や計算を再確認し、宿題として出されたレポート問題を解くこと（120分）。 |
| 第8回 | ハドロン -ハドロンに分類される幾つかの素粒子と、それらの構成要素であるクォークのについて学ぶ。 事前学習：指定されたテキストを読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと（120分）。 事後学習：テキストの内容や計算を再確認し、宿題として出されたレポート問題を解くこと（120分）。 |
| 第9回 | レプトン -レプトンに分類される素粒子（特にニュートリノ）の性質を学ぶ。 事前学習：指定されたテキストを読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと（120分）。 事後学習：テキストの内容や計算を再確認し、宿題として出されたレポート問題を解くこと（120分）。 |
| 第10回 | 基本的力１ -電磁気力と強い力について、ゲージ理論の立場から学習する。 事前学習：指定されたテキストを読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと（120分）。 事後学習：テキストの内容や計算を再確認し、宿題として出されたレポート問題を解くこと（120分）。 |
| 第11回 | 基本的力２ -量子色力学とそれが導くクォークの漸近自由性について学ぶ。 事前学習：指定されたテキストを読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと（120分）。 事後学習：テキストの内容や計算を再確認し、宿題として出されたレポート問題を解くこと（120分）。 |
| 第12回 | 基本的力３ -弱い力、ヒッグス機構、湯川相互作用、電弱統一理論の概要を学ぶ。 事前学習：指定されたテキストを読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと（120分）。 事後学習：テキストの内容や計算を再確認し、宿題として出されたレポート問題を解くこと（120分）。 |
| 第13回 | フレーバー混合とニュートリノ振動 -小林・益川模型とニュートリノ振動について学習する。 事前学習：指定されたテキストを読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと（120分）。 事後学習：テキストの内容や計算を再確認し、宿題として出されたレポート問題を解くこと（120分）。 |
| 第14回 | 一般相対論 - 一般相対論の概要をゲージ理論の視点から学ぶ。 事前学習：指定されたテキストを読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと（120分）。 事後学習：テキストの内容や計算を再確認し、宿題として出されたレポート問題を解くこと（120分）。 |
| 第15回 | 大統一理論 - 電磁気力・弱い力・強い力の統一理論の概要を学ぶ。また、重力を含む統一理論の可能性に触れる。 事前学習：指定されたテキストを読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと（120分）。 事後学習：テキストの内容や計算を再確認し、宿題として出されたレポート問題を解くこと（120分）。 |
その他
| 教科書 |
堺井義秀、山田憲和、野尻美保子 『素粒子物理学』 KEK物理学シリーズ 共立出版 2012年 第1版
井上研三 『素粒子物理学』 共立出版 2011年 第1版
必要なときは関連文献を複写し、それを用いる。
|
|---|---|
| 参考資料コメント 及び 資料（技術論文等） |
藤川和男 『ゲージ場の理論』 現代物理学叢書 岩波書店 2001年 第1版
川村嘉春 『例題形式で学ぶ現代素粒子物理学』 臨時別冊・数理科学 サイエンス社 2006年 第1版
原 康夫 『素粒子物理学』 裳華房テキストシリーズ・物理学 裳華房 2006年 第3版
|
| 成績評価の方法 及び基準 |
毎回の輪講の内容、演習問題の解答の内容、授業中の積極性を評価の対象とする。 |
| 質問への対応 | 授業中に随時対応する。また、その他の時間帯もできるだけ対応する。 |
| 研究室又は 連絡先 |
駿河台校舎８号館２階 ８２１Ａ室 E-mail: deguchi@phys.cst.nihon-u.ac.jp Tel: 3259-0867 |
| オフィスアワー |
金曜 駿河台 14:00 ～ 15:00 ８号館２階 ８２１A室
|
| 学生への メッセージ |
基礎的な事柄を確実に習得できるような授業・演習にしたいと思います。 |