Laboratory Work in Physics A2

Numbering Code U-SCI00 33263 SJ57 Year/Term 2021 ・ Second semester
Number of Credits 5 Course Type topics seminar
Target Year 3rd year students or above Target Student
Language Japanese Day/Period Mon.3・4・5
Instructor name KIKAWA TATSUYA (Graduate School of Science Assistant Professor)
YOSHIDA KENTAROU (Graduate School of Science Assistant Professor)
Outline and Purpose of the Course 将来、素粒子理論・素粒子実験の研究をする際の基盤となる概念、計算、実験手法の習得をめざす。受け身の授業形式ではなく、学生、教員、ティーチングアシスタントの大学院生が一緒になって ①共通のテキストを題材にゼミをおこなう ②実験の計画・データ取得・解析・レポート・発表をおこなう、など、課題への積極的な参加を通して主体的に学ぶ。
Course Goals ・理論
素粒子物理学の基本言語である「場の量子論」について習熟し、素粒子の現象を数学的に表現できるようになることを目指す。

・実験ゼミ
- 放射線の種類、発生原理を理解し、実際に観測してみる。
- 放射線と物質の相互作用を理解する。
- 放射線を測定するための実験装置(シンチレーター・光電子増倍管)の動作原理を理解し、実際に使用する。
- 素粒子実験の課題を通じて、測定器の理解、信号処理回路の組み上げ、データ取得、データ処理を体験し、一連の実験技術を学ぶ。
Schedule and Contents ・理論ゼミ (担当:吉田)

第1回~第3回:素粒子論の基礎
・素粒子物理学の外観
・Lorentz変換
・Lagrange形式
第4回~第5回:Dirac方程式
・Dirac場とDirac方程式
・自由空間におけるDirac方程式の解
第6回~第8回:量子電磁力学
・荷電粒子場の電磁力学
・場の量子化
第9回~:標準模型
・弱い相互作用の低エネルギー現象論
・対称性の自発的破れとHiggs機構
・Weinberg-Salam理論
・強い相互作用と量子色力学
・量子異常



・実験ゼミ (担当:木河)

第1回~第3回: 放射線(α,β,γ線)が発生する仕組み
第4回~第6回: 放射線と物質の相互作用(荷電粒子、γ線)
第7回~第8回: 計測の統計と誤差の評価
第9回~第10回: 有機シンチレーター、無機シンチレーターの発光原理
第11回~第12回: 光電子増倍管の動作原理
Course Requirements None
Study outside of Class (preparation and review) ・ゼミで発表するにあたり、教科書の内容を自分の中で咀嚼し、自分の言葉で仲間に説明することを意識して予習する。
・ゼミで活発な議論をおこなうために、発表担当者だけでなく全員で教科書を読んでゼミに出席する。
・細かい計算など、ゼミで追えなかったことは授業後に復習すると良いが、ゼミでの議論を通して、その場ですべてを理解することを心がける。
Textbooks Textbooks/References ・ 理論
「素粒子標準模型入門」W.N.コッティンガム・D.A.グリーンウッド 著

・実験ゼミ
「放射線計測ハンドブック」(Glenn F. Knoll)
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