Laboratory Work in Physics A7
| Numbering Code | U-SCI00 33272 SJ57 | Year/Term | 2022 ・ First semester | |
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| 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 |
YAMADA YOSHIYUKI (Graduate School of Science Assistant Professor) TSURU TAKESHI (Institute for Liberal Arts and Sciences Professor) |
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| Outline and Purpose of the Course |
宇宙でのX線の放射過程とその測定について、理論・実験の両面から学習する。 （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-5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． |
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| Course Goals | 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。 | |||
| Schedule and Contents |
（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(3) 第 7回 Ｘ線天文衛星によるＸ線天体観測データの解析(4) 第 8回 メーカー製比例計数管によるＸ線検出実験(1) 第 9回 メーカー製比例計数管によるＸ線検出実験(2) 第10回 メーカー製比例計数管によるＸ線検出実験(3) 第11回 メーカー製比例計数管によるＸ線検出実験(4) 第12回 自作読み出し回路の試作と動作試験(1) 第13回 自作読み出し回路の試作と動作試験(2) 第14回 自作読み出し回路の試作と動作試験(3) 第15回 取得データの評価 |
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| Course Requirements | None | |||
| Study outside of Class (preparation and review) | 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。 | |||
| Textbooks | Textbooks/References |
Exploring the X-ray Universe , Frederick D. Seward , Philip A. Charles, (Cambridge University Press), ISBN:9780511781513, 15章 Astrophysics Processes, Hale Bradt, (Cambridge University Press), ISBN:9780511802249, 4章 The Universe in X-Rays, Truemper, Joachim E, Hasinger, Günther (Eds.), (Springer), ISBN:978-3-540-34412-4, 23章 上にあげた教科書3冊は理論ゼミの教科書候補である。理論ゼミの教科書は、これ以外のものも含め、受講生の皆さんの希望も考慮し、相談の上決めます。 |
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