2024年 大学院理工学研究科 シラバス - 量子理工学専攻
設置情報
| 科目名 | 素粒子物理学Ⅱ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 量子理工学専攻 | 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 | O52C |
| 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、講義ノート、教科書、文献をもとに学生が積極的に学修することにより素粒子物理学の基礎を習得する。この科目を受講することにより、幅広い知識と高度な計算力が身に付く。 |
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| 授業形態及び 授業方法 |
「対面授業」 講義ノート、教科書、文献を基にした講義と演習が中心となる。必要に応じて教員が解説を行う。 |
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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 |
準備学習として、次回の学修内容を満遍なく予習し、疑問点などをまとめておくこと。また復習として、講義で説明した数式の計算を実行し、その物理的意味を確認すること。予備知識として、量子力学特論、場の理論特論、素粒子物理学１で習得する知識を有することが望ましい。 |
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：指定された文献を読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと。 事後学習：文献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。 | 事前学修：２時間 事後学修：２時間 |
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| 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：指定された文献を読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと。 事後学習：文献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。 | 事前学修：２時間 事後学修：２時間 |
| 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：指定された文献を読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと。 事後学習：文献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。 | 事前学修：２時間 事後学修：２時間 |
| 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：指定された文献を読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと。 事後学習：文献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。 | 事前学修：２時間 事後学修：２時間 |
| 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：指定された文献を読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと。 事後学習：文献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。 | 事前学修：２時間 事後学修：２時間 |
| 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：指定された文献を読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと。 事後学習：文献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。 | 事前学修：２時間 事後学修：２時間 |
| 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：指定された文献を読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと。 事後学習：文献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。 | 事前学修：２時間 事後学修：２時間 |
| 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：指定された文献を読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと。 事後学習：文献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。 | 事前学修：２時間 事後学修：２時間 |
| 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：指定された文献を読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと。 事後学習：文献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。 | 事前学修：２時間 事後学修：２時間 |
| 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：指定された文献を読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと。 事後学習：文献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。 | 事前学修：２時間 事後学修：２時間 |
| 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：指定された文献を読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと。 事後学習：文献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。 | 事前学修：２時間 事後学修：２時間 |
| 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：指定された文献を読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと。 事後学習：文献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。 | 事前学修：２時間 事後学修：２時間 |
| 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：指定された文献を読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと。 事後学習：文献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。 | 事前学修：２時間 事後学修：２時間 |
| 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：指定された文献を読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと。 事後学習：文献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。 | 事前学修：２時間 事後学修：２時間 |
| 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：指定された文献を読み、疑問点や質問事項をまとめておくこと。 事後学習：文献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。 | 事前学修：２時間 事後学修：２時間 |
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 [978-4-320-03484-6]』 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 [978-4-320-03479-2]』 共立出版 2011年 第1版
特に指定の教科書はない。
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| 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 [ISBN 4-00-010450-0]』 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 [ISSN 0386-8257]』 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 [ISBN 978-4-7853-2219-9]』 裳華房テキストシリーズ・物理学 裳華房 2006年 第3版
参考書のいずれか1つで授業内容のすべてをカバーしているわけではない。あくまでも授業の一部を補足する参考書と考えてほしい。
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| 成績評価の方法 及び基準 |
出題する演習問題の解答の内容を重視する（80％）。また、授業中の質問などの積極性を考慮する（20％）。 |
| 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.shinnichi@nihon-u.ac.jp Tel: 3259-0867 |
| オフィスアワー |
金曜 駿河台 17:00 ～ 18:00 ８号館２階 ８２１A室
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| 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。 |