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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 物理科学課題演習A7(前) 物理科学課題演習A7(前)

物理科学課題演習A7(前) 物理科学課題演習A7(前)

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科目ナンバリング
  • U-SCI00 33272 SJ57
開講年度・開講期 2020・前期
単位数 5 単位
授業形態 課題演習
配当学年 3回生以上
対象学生 学部生
使用言語 日本語
曜時限 月3・4・5
教員
  • 山田 良透(理学研究科 助教)
  • 鶴 剛(理学研究科 教授)
授業の概要・目的 (理論ゼミ・主に3限)天体の高エネルギー現象について、英語の教科書を輪読する。テーマは受講学生の皆さんとも相談の上、適当な教科書を選定する。輪読のやり方を学ぶこと、英語で物理に接することも、理論ゼミの目的の一つである。

(実験・主に4限)宇宙におけるX線の放射過程・相互作用と,そこからどのように研究対象となるX線天体の物理パラメータを取得するかを学ぶ.具体的にはX線検出の基礎的実験と,「すざく」などのX線天文衛星で得られたX線天体のデータを解析する.
(1) 放射線と物質との相互作用・放射線検出器の原理を学びながら,放射線検出器の動作原理を理解するための基礎的実験を行う.メーカー製の比例計数管と回路を使用し,放射線計測システムを理解する.次に比例計数管のアナログ読み出し回路を自作し,比例計数管を動作させる。疑似信号による回路性能評価,X線などに対する性能を評価し,問題点を洗い出す.この実験を通じ,放射線検出器を理解するとともに,装置の開発研究を演習することで,研究に対するアプローチの方法を身につける。
(2) 「すざく」などのX線天文衛星によるブラックホール,パルサー,超新星残骸,銀河団プラズマなどのX線天体の観測データの解析も行う.観測ターゲットは 相談しながら決めることにするが,例えば,銀河団の高温プラズマのスペクトルおよび空間分布を解析し,高温プラズマの質量,重元素量,さらには暗黒物質の量などを求めることを考えている.
到達目標 高エネルギー宇宙現象に関して幅広い知識を獲得するとともに、理論的考察、実験的アプローチの双方の技術を身に着ける。
授業計画と内容 (理論の授業計画)
輪読の進め方は、選定した教科書に寄って、決定する。(担当: 山田良透)

第 1回 ガイダンス
第 2回~第14回 輪読
第15回 問題演習

(実験の授業計画)(担当: 鶴剛)
第 1回 ガイダンス
第 2回 放射線検出機に関するゼミ(1)
第 3回 放射線検出機に関するゼミ(2)
第 4回 X線天文衛星によるX線天体観測データの解析(1)
第 5回 X線天文衛星によるX線天体観測データの解析(2)
第 6回 X線天文衛星によるX線天体観測データの解析(2)
第 7回 メーカー製比例計数管によるX線検出実験 (1)
第 8回 メーカー製比例計数管によるX線検出実験 (2)
第 9回 メーカー製比例計数管によるX線検出実験 (3)
第10回 LCR回路の基礎実験
第11回 読み出し回路の試作と動作試験(1)
第12回 読み出し回路の試作と動作試験(2)
第13回 自作システムによるX線検出実験 (1)
第14回 自作システムによるX線検出実験 (2)
第15回 取得データの評価
履修要件 特になし
授業外学習(予習・復習)等 担当教員からの配布物等を事前に調べ、当日の実験内容を理解する。また終了後は毎回の内容のまとめを作成し、不明な点は次回に質問出来るようにしておく。理論のゼミでは担当箇所以外も事前に読み、質問等の準備を行っておく。また担当箇所はただ英文を翻訳するのではなく参考文献も調査し、ゼミ全体の参加者がより理解しやすいプレゼンテーションを準備する。
教科書
  • Exploring the X-ray Universe , Frederick D. Seward , Philip A. Charles, (Cambridge University Press), ISBN:9780511781513
  • Astrophysics Processes, Hale Bradt, (Cambridge University Press), ISBN:9780511802249
  • The Universe in X-Rays, Truemper, Joachim E, Hasinger, Günther (Eds.), (Springer), ISBN:978-3-540-34412-4