コンテンツに飛ぶ | ナビゲーションに飛ぶ

  • 日本語
  • English
 
現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 理学部 物理学教室 物理科学課題研究Q6 物理科学課題研究Q6

物理科学課題研究Q6 物理科学課題研究Q6

JA | EN

科目ナンバリング
  • U-SCI00 45215 GJ57
開講年度・開講期 2020・通年
単位数 12 単位
授業形態 卒業研究
配当学年 4回生以上
対象学生 学部生
使用言語 日本語
教員
  • 高橋 義朗(国際高等教育院 教授)
  • 高須 洋介(理学研究科 助教)
授業の概要・目的 近年,レーザー光を用いて中性原子を冷却・操作する技術は飛躍的に進歩し,希薄原子気体のボース・アインシュタイン凝縮(BEC)やフェルミ原子のBardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)状態などが実現されている。本課題研究では,こうした希薄原子の量子縮退した気体について最先端の実験装置を駆使して研究を行う。特に、受講した各学生に個別の研究・実験テーマを設定し、それに取り組むことによって、自分の力で問題を解決する能力を養う。
到達目標 量子光学、原子物理、量子エレクトロニクス、レーザー冷却、光格子中の冷却原子,およびそれを用いた量子計算、量子シミュレーションに関する正確で幅広い知識を獲得するとともに、関連文献を自分の力で読解する能力を養う。それとともに、独自の実験テーマに個別に取り組むことにより、自分の力で最先端のレーザー冷却実験を行うことができる実力を身につける。そして、最終的に、それら理論的知識と実験的技術を総合的かつ有機的に融合させて、自ら新しい研究課題の設定・解決がきるようになること。
授業計画と内容 第1回 ゼミイントロダクション
 量子エレクトロニクスおよびレーザー冷却,希薄原子気体のBEC、冷却原子を用いた量子計算、量子シミュレーションの概要を説明する。
基本的な概説書・注釈書などを紹介し、課題研究の進め方と準備・発表の方法を周知する。また、受講者の担当部分を決定する。
第2回~第15回 ゼミ演習   
  光学の基礎,レーザー光と原子との相互作用やレーザー冷却,希薄原子気体のBEC、量子計算、光格子中の冷却原子,などに関する基本的事項をゼミ形式にて学習する。適宜、関連する基礎実験演習も行う。
第16回 フィードバック1
 これまでに学習した内容に関して、フィードバックを行う。
第17回 実験イントロダクション
 アルカリ原子やイッテルビウム原子のBECなどを用いた光格子中での量子相転移,量子気体顕微鏡,多成分量子縮退気体の研究や,量子情報や基礎物理学への応用を念頭においた研究など、これ以降に受講者ごとに個別に取り組む最先端の実験テーマについて紹介して担当を決定し、今後の予定を議論する。
第18回~第30回 実験演習
 担当者の習熟度、および取り組む課題によって進度は大きく異なってくるため、毎回の予定を示すことはできないが、選択した最先端の実験テーマについて、進捗状況を発表形式などで確認しながら、教員と相談して、取り組む。
第31回 まとめ
 これまでのゼミ演習・実験の成果をまとめ、残された課題や疑問点について全員で議論する 。
第32回 フィードバック
履修要件 電磁気学や量子力学,統計力学について十分学んでおくこと。
授業外学習(予習・復習)等 進め方については適宜、指示をして、受講者が予習および復習できるように十分に配慮する。
教科書
  • 輪講に用いる教科書は,初回に担当教員が提案する。
参考書等
  • Bose-Einstein condensation in dilute gases,  C. J. Pethick and H. Smith, (Cambridge University Press ), ISBN: ISBN:13: 978-0-521-84651-6
  • Quantum Computation and Quantum Information, M. A. Nielsen and I. L. Chuang, (Cambridge University Press ), ISBN: ISBN:13: 978-0-521-63503-9
  • Atomic Physics, C. J. Foot, (Oxford Univ. Press), ISBN: ISBN:978-0-19-850695
関連URL
  • http://yagura.scphys.kyoto-u.ac.jp/