山口大学教務システム - 3242010450-物理学特別講義Ⅰ

開講年度	開講学部等
2026	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
前期集中	集中
時間割番号	科目名[英文名]			使用言語	単位数
3242010450	物理学特別講義Ⅰ(素粒子論･宇宙論における有効理論の方法)			日本語	1
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]
野海俊文, 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

素粒子論・宇宙論において重要な有効理論の考え方を学ぶ。自然界には様々なスケールが存在し、宇宙は多様な現象であふれている。それぞれのスケールや現象を記述するのに適した自由度と原理を同定し、現象の本質を突き止めようという（自然科学における当たり前の）考え方が「有効理論」である。本講義では、素粒子論や宇宙論の文脈で、有効理論の考え方がどのように発展し、応用されてきたかを概観することで、今後の研究の展望を議論したい。

授業の到達目標


有効理論の基本的な考え方と技術的な基礎を習得し、素粒子論や宇宙論の研究に応用できるようになることを目標とする。

授業計画

【全体】

講義の前半では、素粒子論への応用を念頭に、低エネルギー有効理論と紫外完備化の考え方を扱う。その過程では、量子重力理論の候補である弦理論や関連する最近の話題も紹介する。講義の後半では、宇宙論への応用を念頭に、非平衡系や開放系における有効理論を扱う。非平衡系や開放系の考え方がなぜ宇宙論において重要なのかを説明したのち、非平衡系や開放系の基礎を学び、宇宙論・重力理論への応用を議論する。

	項目	内容	授業時間外学習	備考

第1回	イントロダクション	自然界に存在する様々な現象を例に、有効理論の考え方を導入する。	"講義内容を復習する（学習の目安：2時間）"

第2回

低エネルギー有効理論

素粒子物理学の歴史を踏まえ、低エネルギー有効理論の考え方を導入する。

"講義内容を復習する（学習の目
安：2時間）"

第3回

紫外完備化：量子重力としての弦理論を例に

重力を例に紫外完備化の考え方を学び、その過程で弦理論を紹介する。

"講義内容を復習する（学習の目
安：2時間）"

第4回

低エネルギー有効理論が満たすべき整合性条件

有効理論が満たすべ性質を、因果律やユニタリー性の立場から議論する。

"講義内容を復習する（学習の目
安：2時間）"

第5回

なぜ非平衡系・開放系か？

非平衡系・開放系の考え方が宇宙論においてなぜ重要か説明する。

"講義内容を復習する（学習の目
安：2時間）"

第6回

非平衡系・開放系の基礎

調和振動子を例に、非平衡系・開放系の基礎を学ぶ。

"講義内容を復習する（学習の目
安：2時間）"

第7回

非平衡開放系における有効場理論

調和振動子との類推をもとに、非平衡解放系の有効場理論について学ぶ。

"講義内容を復習する（学習の目
安：2時間）"

第8回

宇宙論・重力理論への応用

非平衡開放系の有効場理論の宇宙やブラックホールへの応用を議論する。

"講義内容を復習する（学習の目
安：2時間）"

※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: --%　C: --%　D: --%

成績評価法

授業内容に関する演習問題のレポート（90％）と、授業中の発言（質問・コメント,10%）に基づく。ただし、授業中の発言（授業全体で1回以上）を単位取得の必要条件とする。

教科書にかかわる情報

備考

教科書は使用しない。

参考書にかかわる情報

備考

授業中に参考文献を紹介する。

メッセージ

受講者の理解度に合わせた講義を行いたいので、疑問が生じたりわからないことがあったら、どんどん質問してください。また、量子力学における調和振動子の取り扱いを復習し、場の量子論における散乱振幅のツリーレベルの計算を事前に学んでいると、授業内容を理解する助けになると思います。

キーワード

素粒子論、宇宙論、有効理論、紫外完備化、弦理論、非平衡開放系

持続可能な開発目標（SDGs）

(貧困)あらゆる場所のあらゆる形態の貧困を終わらせる。

(教育)すべての人に包摂的かつ公正な質の高い教育を確保し、生涯学習の機会を促進する。

(ジェンダー)ジェンダー平等を達成し、すべての女性及び女児の能力強化を行う。

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