山口大学教務システム - 3241010310-素粒子物理学特論

開講年度	開講学部等
2025	大学院創成科学研究科（博士前期）
開講学期	曜日時限	授業形態	AL（アクティブ・ラーニング）ポイント
前期	月3～4	講義	0.5
時間割番号	科目名[英文名]			使用言語	単位数
3241010310	素粒子物理学特論			日本語	2
担当教員（責任）[ローマ字表記]					メディア授業
竹内　万記[TAKEUCHI Maki]					ー
担当教員[ローマ字表記]
竹内　万記　[TAKEUCHI Maki]
特定科目区分		対象学生		対象年次	1～2
ディプロマ・ポリシーに関わる項目			カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)

授業の目的と概要

素粒子の標準模型とその論理構造を理解する。素粒子標準模型とその周辺について講義する。

授業の到達目標


さまざまな物理・数学の基礎知識・手法の集積として得られる素粒子標準模型とその論理構造の理解を目指す。また、素粒子とは何か、力とは何かを説明できる。

授業計画

【全体】

素粒子理論、特に標準模型の成功と問題点について。

	項目	内容	授業時間外学習	備考

第1回	2 Fields in flat spacetime	2.1 Lorentz group 2.2 Poincare group 2.3 Group of conformal transformations 2.4 Fields 2.5 Action Principle	学部までの知識を復習

第2回

2 Fields in flat spacetime

2.6 Symmetries of the action and conservation laws
2.7 Noether's theorem

予習復習

第3回

2 Fields in flat spacetime

2.7.1 Angular momentum tensor and spin tensor
2.8 Scalar field
2.9 Dirac spinor field

予習復習

第4回

2 Fields in flat spacetime

2.9.1 conserved currents
2.10 Gauge fields
2.10.1 Abelian gauge field
2.10.2 non-Abelian gauge fields

予習復習

第5回

3. Quantizing fields in Minkowski spacetime

3.1 Method of quantization
3.2 Klein-Gordon scalar field

予習復習

第6回

3. Quantizing fields in Minkowski spacetime

3.3 Quantization of a complex scalar field
3.4 Dirac spinor field
3.5 Electromagnetic field

予習復習

第7回

3. Quantizing fields in Minkowski spacetime

3.6 Path integral approach

予習復習

第8回

3. Quantizing fields in Minkowski spacetime

3.7 Discrete symmetries

予習復習

第9回

4. General Relativity as a classical theory of Gravitation

4.1 Gravity as a geometry
4.2 Influence of the gravitational field on non-gravitational matter

対称性を見出す

第10回

4. General Relativity as a classical theory of Gravitation

4.3 Action for gravitational field
4.4 Total action and Einstein equations

予習復習

第11回

4. General Relativity as a classical theory of Gravitation
5. Classical fields in curved spacetime

4.5 Tetrad formalism
4.6 Cosmological models
5.1 Scalar field

予習復習

第12回

5. Classical fields in curved spacetime

5.2 Electromagnetic field
5.3 Influence of the gravity on matter: Alternative approach

予習復習

第13回

6. Quantization of fields in curved backgrounds

6.1 Canonical quantization
6.2 Bogoliubov transformation

予習復習

第14回

6. Quantization of fields in curved backgrounds

6.3 Notion of particles: Particle detectors

予習復習

第15回

6. Quantization of fields in curved backgrounds

6.3 Notion of particles: Particle detectors
6.4 Scalar and fermionic fields in external electromagnetic field

予習復習

※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注
・授業全体で、AL（アクティブ・ラーニング）が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】

A: --%　B: 5%　C: --%　D: --%

成績評価法

平常点、レポートで総合的に評価します。
評価の配分は平常点20％、レポート80％とします。

教科書にかかわる情報

備考

教科書は指定しない。

参考書にかかわる情報

参考書	書名	場の量子論　不変性と自由場を中心にして				ISBN	9784785325114
参考書	著者名	坂本眞人著	出版社	裳華房				出版年	2022

参考書	書名	場の量子論(II) ファインマン・グラフとくりこみを中心にして				ISBN	9784785325121
参考書	著者名	坂本眞人著	出版社	裳華房				出版年	2022

備考

メッセージ

キーワード

持続可能な開発目標（SDGs）

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