Physics Simulation

Numbering Code U-HUM50 39254 SJ57 Year/Term 2022 ・ First semester
Number of Credits 4 Course Type Seminar
Target Year From 2nd to 4th year students Target Student
Language Japanese Day/Period Wed.4・5
Instructor name MORINARI TAKAO (Graduate School of Human and Environmental Studies Professor)
Outline and Purpose of the Course 現代物理学の研究で用いられる数値シミュレーションに関する演習を行う.微分方程式の数値解法,行列の対角化,モンテカルロ法といった数値計算手法の基礎を学び,量子力学の固有値問題や,イジング模型の強磁性相転移などの応用例を学ぶ.数値計算プログラムの作成,実行,およびデータ解析を通して,大学院進学後の研究にも対応できるような基礎力を養う.用いるプログラミング言語はPythonである。
Course Goals 物理現象を数値的にシミュレーションする基本的な手法を習得するとともに,プログラミングに習熟することを目標とする.
Schedule and Contents 以下のような課題について,1課題あたり2~3週の講義と演習を行う予定である.

1. 数値計算環境の構築
2. 常微分方程式の数値解法とその応用
3. 量子力学の固有値問題:行列の対角化による数値解法
4. ボース・アインシュタイン凝縮状態の波動関数の数値解法
5. モンテカルロ法の基礎
Evaluation Methods and Policy 課題への取り組みに対する平常点評価.
Course Requirements ノートパソコンを所有していることが望ましい.
Study outside of Class (preparation and review) 数値シミュレーションで扱う物理系について,必要に応じて復習・学習すること.また,動作するプログラムを書くという段階で満足せず,コーディングやグラフの表示方法などを自分なりに工夫すること.習得したプログラミング技法が適用できる物理系を探し,ぜひ数値シミュレーションを実行して欲しい.
References, etc. 独学プログラマー Python言語の基本から仕事のやり方まで, コーリー・アルソフ, (日経BP社,2018年2月)
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