Special study course II(Physical Science) P1
| Numbering Code | U-SCI00 45200 GJ57 | Year/Term | 2022 ・ Intensive, year-round | |
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| Number of Credits | 12 | Course Type | graduation research | |
| Target Year | 4th year students or above | Target Student | ||
| Language | Japanese | Day/Period | Intensive | |
| Instructor name |
FUKUMA MASAFUMI (Graduate School of Science Associate Professor) TAJIMA OSAMU (Graduate School of Science Associate Professor) SUZUKI JUNYA (Graduate School of Science Assistant Professor) |
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| Outline and Purpose of the Course | 物質の究極的な構成要素である素粒子の性質やその起源を理解しようとする試みが素粒子物理学である。この課題研究では，ゼミを通して現代の素粒子物理学の「標準理論」がどのようなもので，如何に確立されていったか，さらにはその限界を学ぶ。後期の実習では，標準理論の検証ないし破れの探索，あるいは新しい検出器の開発など，実験テーマを自ら考え，計画，実行する。 | |||
| Course Goals | 理論ゼミを通して場の理論、素粒子論の基礎を学ぶ。実験ゼミを通して、素粒子実験の基礎を学ぶと共に自然現象を科学的に考察する能力を養う。 | |||
| Schedule and Contents |
理論ゼミ 場の量子論・素粒子論の基礎を学ぶため、教科書と論文を輪講する。前半は主にSrednickiの教科書を読み、場の量子論への入門とする。後半では、教科書に加えて適宜、対称性の自発的破れ、くり込み群、格子ゲージ理論等に関する原論文を読む。素粒子論の基礎となる概念を、じっくりと考えながら身につけてもらいたいと思っている。 【Part 1. スカラー場】 第1回：特殊相対性理論の復習 [テキスト：1～2] 第2回～第4回：スカラー場の量子化 [テキスト：3～13] 第5回～第8回：スカラー場の輻射補正 [テキスト：14～24] 第9回～第11回：対称性とくりこみ [テキスト：25～32] 【Part 2. Dirac場】 第12回～第15回：Dirac場の量子化 [テキスト：33～42] 第16回～第18回：Dirac場の輻射補正 [テキスト：43～53] 【Part 3. ゲージ場】 第19回～第22回：ゲージ場の量子化 [テキスト：54～70] 第23回～第25回：ゲージ場の輻射補正 [テキスト：71～74] 第26回～第30回：標準模型 [テキスト：75～89] 実験ゼミ・実習 （前期）放射線検出器の一般知識を学び、検出器を実際に動かしてみる。 第１回～第４回 素粒子の性質を調べるための実験技術、特に放射線検出器についてゼミおよび実習で学ぶ。 第５回～第７回 短期で行える実験テーマについて調査、議論し、実際に実習する実験テーマを選ぶ。例えば、放射線検出器の自作などがありうる。 第８、９回 選択した実験テーマについてさらに詳しく調査し、準備を進める。 第１０回～１４回 選択した実験テーマの実験を実際に行う。 第１５回 実験の結果をまとめ考察する。 （後期） 長期的な実験課題に取り組む。 第１～３回 実験テーマを考える。たとえば，ポジトロニウムの超微細構造の測定，ダブルベータ崩壊や対称性の破れを通した標準理論の破れの探索，重力の測定による余剰次元の探索、宇宙マイクロ波背景放射（CMB）の強度や異方性の測定、新しい検出器の開発などがテーマとして考えられる。 第４～７回 選んだ実験テーマについて、遂行するための情報収集、考察、準備を行う。 第８～１２回 実験を行う。 第１３、１４回 実験データの解析、考察を行う。 第１５回 実験結果について発表を行う。 |
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| Course Requirements | None | |||
| Study outside of Class (preparation and review) | 電磁気学、量子力学、特殊相対性理論の基本的な理解をしておくこと。 | |||
| Textbooks | Textbooks/References | Quantum Field Theory, Mark Srednicki, (Cambridge University Press), ISBN:978-0521864497 | ||
| Related URL | http://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/gakubu/p1p2.html#P1 | |||
