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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 理学部 物理学教室 量子力学特論1 量子力学特論1

量子力学特論1 量子力学特論1

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科目ナンバリング
  • U-SCI00 44215 LJ57
開講年度・開講期 2020・前期
単位数 2 単位
授業形態 講義
配当学年 4回生以上
対象学生 学部生
使用言語 日本語
曜時限 火2
教員
  • 萩野 浩一(理学研究科 教授)
  • 菅沼 秀夫(理学研究科 准教授)
授業の概要・目的 量子力学の学部講義に引き続き、前半は非相対論的量子力学の散乱問題の基本事項を講義する。後半は、場の量子論の基礎を中心に、ファインマン図形を用いた相対論的量子力学での散乱問題までを講義する。
到達目標 散乱の量子論に関して基本的な概念が理解でき、基本的な散乱問題が解けるようにする。
また、ファインマン図形を用いて、相対論的量子力学(場の量子論)での“素粒子の散乱”を 摂動論の leading order で計算できるようにする。
授業計画と内容 前半は、非相対論的量子力学の散乱に関して、構造を持たない2粒子のポテンシャル問題を取り扱い、散乱理論の基本事項といくつかの近似法をとりあげる。
後半は、場の量子論の基礎を中心として、それに基づいた相対論的量子力学での散乱問題の基本事項を扱い、ファインマン図形を用いた散乱振幅や散乱断面積の計算までを学習する。
前半(萩野担当):1~7講
・散乱断面積(微分断面積、実験室系と重心系)(1st week)
・定常状態(境界条件、ボルン近似、散乱振幅と断面積、Lippmann-Schwinger方程式)(2-4th weeks)
・部分波展開(位相差、散乱長、共鳴散乱)(5-6th weeks)
・同種粒子の散乱、クーロン散乱 (7th week)
後半(菅沼担当):8~15講
・ゲージ理論の基礎、アハロノフ・ボーム効果、幾何学的位相(ベリー位相)(8-9th week)
・相対論的量子力学の基本概念と場の解析力学 (10th week)
・スカラー場の理論と量子化(11th week)
・ディラック場の理論と量子化(12-13th week)
・伝播関数, S行列, 不変散乱振幅, 断面積(14th week)
・ファインマン則とファインマン図形による散乱振幅の計算 (15th week)
履修要件 力学、波動、量子力学など物理学の基礎的部分。物理のための数学2、複素解析等の初等的知識を有すること。
授業外学習(予習・復習)等 これまでに大学で習ってきた量子力学を復習することが本講義の予習である。
また、授業中に“重要”と指摘した基本的項目を中心に、知識と技術を確実に定着させるよう毎回復習することが望ましい。