低温物性特論

Low Temperature Physics

996C305

62PHCMP506

矢口　宏

YAGUCHI, Hiroshi

2024年度後期

2nd semester in FY 2024

水曜1限

Wednesday, 1st period

創域理工学研究科　先端物理学専攻

Department of Physics and Astronomy, Graduate School of Science and Technology

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

「低温における量子凝縮相の物性」について概観する。

The physics of low-temperature quantum condensates will be described and overviewed.

固体物理学の基本である低温での物性に関する基礎を学ぶ。題材として特に超伝導に重点を置いて、理解を深める。　

The aim is to learn and understand the basic of the electronic properties of solids at low temperatures, with particular emphasis on superconductivity.

超伝導の基礎理論や基礎的性質を学び、関心を持った専門的な原著文献を読んで理解できることを目指す。　

On successful completion of the class, students will be able to understand original literature on research on condensed matter physics such as superconductivity, and comprehend its implications.

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

講義は日本語で行う。（配布物は英語の場合がある。）

Lectures are delivered in Japanese. (Handouts might be in English.)

課題に対する作文　Essay

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復習に重点を置くこと。また、各人の興味に合わせて、参考文献についても参照することを薦める。

Reviews of lectures will be important. Students are recommended to refer to literatures introduced in class, depending on their interest.

授業時における平常点（５０％）と期末レポート（５０％）
尚、平常点については、出席していることを前提に、授業中の関連事項に関する質疑に対する応答の内容や積極性を評価する。

Evaluated by "performance during the class and attitude towards the class participation (50%)" and "end-of-term report (50%)"

・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

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教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

なし。

None.

以下の内容について学び理解を深める。

1 　　序論 　　低温物理の歩み
2 　　超伝導の基礎物性 　　マイスナー効果、ロンドン方程式
3 　　第1種及び第2種超伝導体 磁束の量子化、混合状態
4 　　超伝導の現象論 (1) 　　ギンツブルグ・ランダウ方程式(1)
5 　　超伝導の現象論 (2) 　　ギンツブルグ・ランダウ方程式(2)
6 　　超伝導の現象論 (3) 　　ギンツブルグ・ランダウ方程式(3)
7 　　超伝導の微視的理論 (1)　　フェルミの海の不安定性とクーパー対
8 　　超伝導の微視的理論 (２)　　BCS基底状態
9 　　超伝導の微視的理論 (３)　　BCS基底状態からの励起と超伝導ギャップ
10 　　超伝導における磁場効果　　常磁性効果とパウリ限界
11 　　異方的超伝導 　　超伝導の対称性と非s波超伝導
12　　トンネル効果（1） 　　ジョセフソン効果、準粒子トンネル効果
13　　トンネル効果（２） 　　異方的超伝導におけるトンネル効果
14　　実験技術 　　低温の生成と温度計測
15　　まとめ

Students will learn the following chapters:
1 Introduction - Brief historical survey of low-temperature physics
2 Basic properties of superconductors - Meissner effect and London equations
3 Type I and II superconductivity - Quantisation of vortex and mixed state
4 Phenomenological theory on superconductivity (1) - Ginzburg Landau equations (1)
5 Phenomenological theory on superconductivity (2) - Ginzburg Landau equations (2)
6 Phenomenological theory on superconductivity (3) - Ginzburg Landau equations (3)
7 Microscopic theory on superconductivity - Cooper pairs and superconducting gap
8 Effects of magnetic field on superconductivity - Paramagnetic effects and Pauli limit
9 Unconventional superconductivity (1) - Symmetry of superconductivity and non-s-wave superconductivity
10 Unconventional superconductivity (2) - Various superconductors
11 Tunnnelling effects (1) - Josephson effects and quasi-particle tunnelling effects
12 Tunnnelling effects (2) - Tunnelling effects in unconventional superconductors
13 Helium and superfluidity - Superfluidity and two-fluid model
14 Experimetal techniques in low temperature physics - Generation and measurements of low temperature
15 Summary

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