物理学特別講義３‐Ｂ

Selected Topics in Physics ３‐Ｂ

9962321

62PHZZZ307

澤田　真也、樋口　岳雄、松村　知岳、長谷川　雅也、石塚　正基

2023年度後期

木曜5限

創域理工学部　先端物理学科

Department of Physics and Astronomy, Faculty of Science and Technology

2.0単位

講義

Lecture

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対面授業/On-site class　

物質を構成する最小単位である素粒子とその複合粒子である原子核、および、それらの従う基本法則を調べる素粒子物理学および原子核物理学について学ぶ。
講師に高エネルギー加速器研究機構およびカブリ数物連携宇宙研究機構から最先端で活躍する研究者を迎え、素粒子・原子核物理学の基礎から、実験の手法、最先端にある諸課題などについて講義していただく。
近年では宇宙観測から素粒子を研究するための実験も精力的に行われている。この科目では、特に近年活発に研究が進められている宇宙マイクロ波背景放射の観測についても解説していただく。

最前線で活躍されている先生方から直接に話を聞くことにより、研究への理解を深める。
本学科のあげるディプロマポリシーのうち、特に
「物理学は素粒子・原子から環境・宇宙までのあらゆるスケールの現象に法則性を見出すことで成り立っていることを踏まえ、自由に物事を見渡して本質を見通すことができる」
を実現するための科目である。

素粒子・原子核実験についての知見を深める。
それらの研究がどのようになされてきたかを理解し、自らも実験計画を策定して実行する力を身につける。

先端物理学に関する基礎学力および 科学倫理・環境科学に関する理解

必須ではないが、「物理実験学」と「放射線計測学」を履修していることが望ましい。

課題に対する作文　Essay

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授業後に、授業で使用したスライド集をLETUSに提示するので、それを使って復習すること。

各テーマについて合計4つのレポートを提出し、その総合点で評価する

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

N

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「新物理学シリーズ 33 素粒子物理入門」、渡邉靖志著、培風館、2002年発行、978-4563024338
「岩波講座 現代の物理学（10）　素粒子物理」, 戸塚洋二著、岩波書店、1992年発行、978-4000104401
「素粒子・原子核物理の基礎」、A. Das, T. Ferbel著、末包文彦, 白井淳平, 湯田春雄訳、共立出版、2011年発行、978-4320034679

素粒子・原子核と宇宙（全１回、石塚）
第1回　この授業科目のイントロダクションとして、素粒子・原子核と宇宙の研究の全体像を俯瞰し、その繋がりと歴史的背景を学ぶ。また、授業を理解するための予備知識として、素粒子・原子核物理学で用いられる単位などの基本事項を学ぶ。

素粒子と宇宙の標準理論（全2回、長谷川）
第2回 素粒子における標準理論を学ぶ
第3回 宇宙物理学における標準理論を学ぶ

宇宙論実験（全3回、松村）
第4回 宇宙論実験(1): フリードマン方程式と宇宙のダイナミクスを学ぶ
第5回 宇宙論実験(2): 宇宙マイクロ波背景放射観測とインフレーション探索について学ぶ
第6回 宇宙論実験(3): 宇宙マイクロ波背景放射観測とインフレーション探索について学ぶ

素粒子標準理論と加速器実験（全2回、樋口）
第7回 B中間子の物理(1): 素粒子標準理論とCP非保存について学ぶ
第8回 B中間子の物理(2): 加速器を用いた実験による標準理論の検証と新物理探索について学ぶ

ニュートリノ物理（全2回、石塚）
第9回　ニュートリノ物理(1): ニュートリノの性質、実験による検証について学ぶ
第10回　ニュートリノ物理(2): ニュートリノ振動の理論的基礎と実験による研究について学ぶ

原子核物理学（全5回、澤田）
第11回 原子核物理学(1): 宇宙の進化と原子核、原子核の基本的な性質について学ぶ
第12回 原子核物理学(2): 原子核ハドロン物理実験で用いるビーム・加速器・検出器について学ぶ
第13回 原子核物理学(3): ハドロン間相互作用とハイパー核の研究について学ぶ
第14回 原子核物理学(4): 核図表、不安定核の研究、元素合成の謎について学ぶ
第15回 原子核物理学(5): 原子核ハドロン物理のトピックス、原子核物理・放射線の応用について学ぶ

カブリ数物連携宇宙研究機構における勤務実績を活かし、宇宙観測実験に関する講義を行う。(松村、第4-6回)

カブリ数物連携宇宙研究機構における勤務実績を活かし、加速器を用いた素粒子実験に関する講義を行う。(樋口、第7-8回)

    

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