Modern Particle Physics
| Numbering Code | U-LAS12 20009 LJ57 | Year/Term | 2022 ・ Second semester |
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| Number of Credits | 2 | Course Type | Lecture |
| Target Year | Mainly 1st year students | Target Student | For science students |
| Language | Japanese | Day/Period | Fri.5 |
| Instructor name |
NAKAYA TSUYOSHI (Graduate School of Science Professor) HASHIMOTO KOJI (Graduate School of Science Professor) TAJIMA OSAMU (Graduate School of Science Associate Professor) FUKUMA MASAFUMI (Graduate School of Science Associate Professor) |
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| Outline and Purpose of the Course |
講師4名（理論2、実験2）が各テーマを3～4回かけてリレー形式で講義し、現代の素粒子像の基礎となる概念を実験と理論の両面から易しく解説する。 自然界の最小構成要素である素粒子の世界の理解を通して、自然科学のスケールの大きさを実感することを目的とする。 |
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| Course Goals | 素粒子の標準模型に登場する素粒子、６つのクォークと６つのレプトン、４つのゲージ粒子、ヒッグス粒子の性質とその間の相互作用について理解する。また、素粒子を観測するための実験技術の基礎、理論の基礎であるゲージ理論について概要を理解する。また、宇宙の素粒子的歴史についても理解する。 | ||
| Schedule and Contents |
以下の各講師が各講義テーマを3～4回かけて講義する。授業回数はフィードバックを含め全15回とする。 福間（理論）の講義テーマ「場の量子論」 標準模型の基礎である場の量子論を理解するためには、相対性理論と量子力学について知ることが必要です。ここでは、相対性理論からはじめて、それが「場」の概念につながり、さらに場の量子として、素粒子が表わされることを解説します。 橋本（理論）の講義テーマ「素粒子の標準模型と重力理論」 現在、人類が実験により知りうるほとんど全ての現象を微視的に記述することに成功している「素粒子の標準模型」を数式で書くところからはじめ、その意味やそこから計算されるものについて概説します。また、現状の標準模型の問題点を説明します。そして、問題点を克服するための候補としての、標準模型を超える物理学、例として高次元理論や超弦理論を紹介します。 中家（実験）の講義テーマ「実験・観測を通して探る現代の素粒子像」 どのように観測し実験するのか、イメージがつきにくい素粒子の実験研究について紹介します。素粒子の標準模型に登場するクォークとレプトン、ゲージ粒子、ヒッグス粒子の測定を通して、素粒子実験の最先端に迫ります。また、未解決な謎「暗黒物質」、「消えた反粒子」等を実験的にどのように探るのかを解説します。 田島（実験）の講義テーマ「素粒子と宇宙」 「宇宙は膨張している」という観測事実をもとに宇宙初期はビッグバンとよばれる高温高密度状態であったことを理解し、そこからわずか数分で「元素がどのように合成されたのか?」を素粒子標準模型に基づいて理解することを目指します。 ＊ ノーベル賞等のホットトピックに対応して、講義の順番やテーマの内容・回数は年度によって変わります。 ＊ 各講師が何回目を担当するのかは、授業初回に連絡します。 |
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| Evaluation Methods and Policy |
平常点による評価（約60％）とレポート（約40％）に基づき評価する。 詳しくは講義の時に説明する。 |
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| Course Requirements | None | ||
| Study outside of Class (preparation and review) | レポートをまとめるために、素粒子の入門書を読むこと。 | ||
