場の理論序説 - osaka...

場の理論序説Introduction to Quantum Field Theory

2単位数

浅川　正之担当教員 H523

06-6850-5344 [email protected]

物理学専攻前期課程履修対象

教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

B144

相対論的量子力学と場の量子論の初歩を概説する。

2学期　月曜　3時限

場　　所

目　　的

量子力学１、２、３履修条件

１．第二量子化

２．作用原理とネーターの定理

３．Dirac方程式

４．自由場の量子化

実スカラー場、複素スカラー場、Dirac場

５．Dirac粒子の一体問題

６．電磁場の量子化

自由電磁場の量子化、輻射の放出と吸収

講義内容

西島和彦「相対論的量子力学」（培風館、１９７３)

J. D. Bjorken and S. D. Drell, "Relativistic Quantum Mechanics", McGraw-Hill, 1964.

M. E. Peskin and D. V. Schroeder, "An Introduction to Quantum Field Theory", Perseus

Books, 1995.

参考書

レポートによる予定。成績評価

この講義は、学部の「相対論的量子力学」との共通講義である。コメント

在室中はだいたいいつでも受けつける。まずメールでコンタクトをすることを推奨。質問受付

原子核理論序説Introduction to Relativistic Nuclear Physics

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一般相対性理論General Relativity

2単位数

高原　文郎担当教員 F622



特になし。教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

E201

一般相対性理論の基本原理の説明、数学的準備の後に重力場のアインシュタイン方程式を導出

する。一般相対性理論の物理的応用に重きを置き、ブラックホール、重力波、膨張宇宙等々

の、より今日的な話題を取り上げる。

1学期　金曜　2時限

場　　所

目　　的

特殊相対論は既習とする。履修条件

１．特殊相対性理論と一般相対性理論

２．リーマン幾何学 I

３．リーマン幾何学 II

４．測地線

５．重力場の方程式

６．シュワルトシルト解

７．シュワルトシルト時空中の粒子の運動 I

８．シュワルトシルト時空中の粒子の運動 II

９．超高密度天体とブラックホール I

10．超高密度天体とブラックホール II

11．重力波 I

12．重力波 II

13．膨張宇宙 I

14．膨張宇宙 II

15．期末試験　　　

講義内容

佐々木節：「一般相対論」産業図書 (1996)

佐藤文隆：「相対論と宇宙論」サイエンス社 (1981)

ランダウ・リフシッツ：「場の古典論」東京図書 (1978)

シュッツ：「相対論入門」丸善 (1988) など

参考書

試験により評価。成績評価

講義の進度などにより、多少内容の入れ替えをするかも知れません。

この講義は、学部の「相対論」との共通講義である。

コメント

随時質問受付

場の理論 IQuantum Field Theory I

2単位数

細谷　裕担当教員 H719

06－6850－5340 [email protected]


教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

E204

場の量子論の基礎およびその応用を系統的に学ぶ。相対論的場の理論とQEDが主なテーマ。

1学期　木曜　1時限

場　　所

目　　的

特殊相対性理論・量子力学を履修していることを前提とする。

Dirac方程式および電磁場のローレンツ共変形式を履修していることが望ましい。

履修条件

1. 場と作用原理

2. 正準量子化の一般論

3. 対称性と保存則、ネーターの定理

4. Schrodinger場の量子化

5. スカラー場の量子化

6. Dirac場の量子化, C, P, T, spin-statistics relation

7. Invariant perturbation theory （相互作用表示）とGell-Mann Low の公式

8. Wick の定理とファインマン図

9. 電磁場の量子論：ローレンツ不変な量子化

10. 崩壊幅と散乱断面積の計算

講義内容

坂井展佑「場の古典論」裳華房

ランダウ・リフシッツ「相対論的量子力学１」東京図書

M.Peskin and D.Schroeder 「An Introduction to Quantum Field Theory」

Addison-Wesley Publishing Company, ISBN 0-201-50397-2

L. H. Ryder, 「Quantum Field Theory」　2nd edition, Cambridge University Press

参考書

４回のレポートと試験により評価。成績評価

http://www-het.phys.sci.osaka-u.ac.jp/hosotani/qft.html　をいつも見ること。コメント

随時質問受付

場の理論 IIQuantum Field Theory II

2単位数

窪田　高弘担当教員 H728



(1) E.S. Abers and B.W. Lee, "Gauge Theories" Physics Reports 9 (1973) 1-141.

(2) L.D. Faddeev and A.A. Slavnov, "Gauge Fields"

(The Benjamin Pub. Company, 1980)

教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

E204

非可換ゲージ場理論、或いはこんにち「標準模型」と呼ばれている素粒子論の枠組み

全般の解説を行う。


場　　所

目　　的

場の理論Iを履修しておくこと。履修条件

第１回：　　　経路積分量子化（量子力学）

第２回：　　　経路積分量子化（場の理論）

第３回：　　　Yang-Mills場

第４回：　　　Coulomb gaugeでの量子化

第５回：　　　Landau gaugeでの量子化

第６回：　　　Faddeev-Popovゴースト

第７回：　　　QCDのFeynman規則

第８回：　　　BRS変換

第９回：　　　自発的対称性の破れ、Higgs機構

第１０回：　　R-グザイ・ゲージとFeynman規則

第１１回：　　Green関数の生成汎関数、Slavnov-Taylor恒等式

第１２回：　　ゲージ不変な正則化、BPHZくりこみ、

第１３回：　　'tHooft-Veltmanのdiagrammar、Lee-Zinn-Zustinの方法

第１４回：　S行列のユニタリー性およびゲージ不変性

第１５回：　 Glashow-Salam-Weinbergの理論

講義内容

(1) B.W. Lee, "Gauge Theories " in Les Houches Lecture (1975)

(2) D.J. Gross, "Applications of the Renormalization Group to High-Energy

Physics" in Les Houches Lecture (1975)

参考書

出席点をおよびレポートで成績評価を行う。成績評価

余力のある学生には次の本, とりわけその第4,5,6章を読むことを薦める。

G. 'tHooft, "Under the Spell of the Gauge Principle"

　　(World Scientific Pub., 1994)

コメント

木曜日、15時~16時質問受付

原子核理論Theoretical Nuclear Physics

2単位数

浅川　正之担当教員 H523



特になし。教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

B208

強い相互作用をするハドロンの現象論、強い相互作用の基礎理論である量子色力学の基礎、そ

の高温における相であるクォークグルーオンプラズマとその実験的検証、場の理論における非

摂動的方法などを概観する。

1学期　火曜　4時限

場　　所

目　　的

量子力学と統計力学の基礎の理解が最低条件である。履修条件

1. ハドロン現象論

2. 量子色力学とその性質

3. 非摂動的真空と相転移

4. 超相対論的原子核衝突とその流体力学的記述

5. 有限温度の場の理論 (特にスペクトル表示について)

6. 演算子積展開とQCD和則

7. 格子ゲージ理論

講義内容

参考書

授業中に出すレポートと出席により評価する。成績評価

コメント

在室中はだいたいいつでも受けつける。まずメールでコンタクトをすることを推奨。質問受付

物性理論 IICondensed Matter Theory II

2単位数

Keith Slevin担当教員 H618　　



教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

E304

The theory of coherent transport in mesoscopic conductors at very low temperatures,

and the phenomenon of Anderson localisation and the Anderson transition.

2学期　水曜　2時限

場　　所

目　　的

履修条件

The Boltzmann theory of electron transport.

The Landauer-Buttiker theory of phase coherent transport.

The Green's function iteration method.

Anderson localisation in one dimension.

Anderson localisation in higher dimensions.

The scaling theory of localisation.

The transfer matrix method.

The finite size scaling method.

講義内容

参考書

Report.成績評価

Lectures will be given in English. A written summary of each lecture will be available in

advance.　ナノ高度学際教育プログラムの指定科目である。

コメント

水曜日 15:00~16:00時質問受付

固体電子論 ICondensed Matter Physics I

2単位数

赤井　久純担当教員 H616　　



指定しない。教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

E204

本講では、固体中の電子状態を、量子力学と統計力学を用いて様々な側面から理解することを

目標とする。まず、周期ポテンシャル中の１電子問題とバンドの概念を理解し、その後、電子

間相互作用の効果、一電子状態の意味、磁性、格子振動による影響、輸送現象の取り扱い等を

学ぶ。


場　　所

目　　的

量子力学と統計力学の基礎を理解していること。履修条件

１．結晶中の電子、ブロッホ状態とバンド理論

２．ほとんど自由な電子とタイト・バインディング模型

３．電子間相互作用

４．ハードリーフォックとRPA

５．密度汎関数法とコーン・シャム方程式

６．ハバード模型

７．磁性

５．格子振動

６．超伝導の BCS 理論

７．輸送現象

８．その他の話題

講義内容

「計算機マテリアルデザイン入門」（大阪大学出版会）

それ以外は講義中に随時紹介する。

参考書

講義中に適宜出題するレポート等を総合的に評価する。出席点を加味する場合もありうる。成績評価

追試験等は行わない。ナノ高度学際教育プログラムの指定科目である。コメント

火曜日13時~15時質問受付

固体電子論IIElectronic Structure Theory of Condensed Matter II!!!"!#

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原子核理論特論 ITopics in Theoretical Nuclear Physics I

2単位数

佐藤　透担当教員 H521　



特になし教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

E201

レプトンー核子、原子核の反応によるハドロン物理を理解するために必要な基礎的事項につい

て解説する。


場　　所

目　　的

量子力学の基本を理解していること。履修条件

レプトンをプローブとした核子、原子核反応によるハドロン物理を理解するための基礎的な事

項について解説する。

1 SU(N)対称性の復習

2 クォ-ク模型とSU(N)

3 メソン,バリオンの励起状態と電磁遷移

4 ディラック方程式の復習

5 標準模型と電弱電流

6 レプトン─核子反応

7 核子電弱形状因子

8 中間子生成反応とバリオン共鳴

講義内容

An introduction to quarks and partons F.E. Close

The structure of the nucleon A.W. Thomas, W. Weise

参考書

出席と授業中に課すレポートにより評価する。成績評価

特になしコメント

金曜日 14:40-16:00質問受付

原子核理論特論 IITopics in Theoretical Nuclear Physics II

2単位数

若松　正志担当教員 H525




居室

電話

単位

選択

開講時期

E201

原子核やハドロンの構造や反応を理解するための基礎力学を与える量子色

力学(QCD）の基本的な概念について講義する。


場　　所

目　　的

履修条件

１．序論

２．素粒子の内部対称性

　　アイソスピン対称性　　SU(3)対称性

３．局所ゲージ対称性とYang-Mills理論

　　QEDラグランジアンとU(1)ゲージ対称性　　非可換ゲージ対称性への一般化

４．量子色力学の２つの著しい性質

　　漸近自由性　　カラー閉じこめ

５．Yang-Mills理論の古典論

６．経路積分法と摂動論

　　量子力学における経路積分　　場の理論における経路積分

　　経路積分法における摂動展開　　有効作用と有効ポテンシャル

７．ゲージ理論の量子化

　　正準量子化　　経路積分法（Faddeev-Popovの方法）

８．繰り込み理論入門

　　QEDの1-loop繰り込み　　QCDの1-loop繰り込みとrunning coupling constant

９．量子色力学のカイラル対称性と有効模型

　　カイラル対称性とは　　線形シグマ模型と非線形シグマ模型

　　Nambu-Jona-Lasinio模型　　Skyrme模型とカイラル・クォーク・ソリトン模型

１０．ゲージ理論とトポロジカル・ソリトン

　　　トポロジカル・ソリトンとは　　1+1次元のトポロジカル・ソリトン

１１．インスタントンとQCD真空

　　　Yang-Mills理論の古典解としてのインスタントン

　　　トンネル効果としてのインスタントン　　インスタントンとQCD真空

講義内容

特になし参考書

出席と授業中に出すレポートにより評価する。成績評価

特になしコメント

いつでも質問受付

物性理論特論 IITopics in Condensed Matter Physics II

2単位数

菊池　誠担当教員サイバーメディアセンター豊中教育研究棟616




居室

電話

単位

選択

開講時期

E204

相転移・臨界現象を理解するための基礎概念である繰り込み群の考え方を身につける


場　　所

目　　的

履修条件

１．相転移と臨界現象

２．平均場近似とランダウ展開

３．1次元イジングモデルの実空間繰り込み群

４．Wilson-Fisherの繰り込み群とε展開

５．時間があれば，以下の話題の中から適宜とりあげる

　(1)場の理論的繰り込み群(minimal-subtraction, dimensional regularizationと

　　ε展開)

　(2)フェルミオン系の繰り込み群

　(3)密度行列繰り込み群

　(4)非平衡系の繰り込み群

　(5)カオス系の繰り込み群

講義内容

Nigel Goldenfeld "Lectures on Phase Transitions and the Renormalization Group"参考書

講義中に出す課題についてのレポートで評価。成績評価

http://www.cp.cmc.osaka-u.ac.jp/~kikuchi/

以下に講義のページを作ります。

コメント

随時、ただし事前にe-mailで確認質問受付

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素粒子物理学序論 AIntroduction to Elementary Particle Physics A

2単位数

青木　正治担当教員 H518



教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

F202

学部の授業「素粒子物理学１」に対応する講義のなかった他大学・学部から、本大学院に入学

した人に、素粒子物理学の基礎を広く解説する。


場　　所

目　　的

量子力学を履修していること。履修条件

素粒子物理学は、物質を構成する基本的な素粒子、およびそれらの間に働く力の性質を調べる

分野である。この講義では、その素粒子物理学の成り立ちを理論と実験の話をまじえて、分か

りやすく解説する。この講義は、同様の講義を学部で受けなかった、他大学から入学者に対し

て行う。この講義は、「素粒子物理学序論B」と合わせて完結する。

１．Introduction (素粒子)

２．Introduction (相互作用)

３．特殊相対論

４．粒子と物質の反応（１）

５．粒子と物質の反応（２）

６．加速器

７．測定器

８．対称性と保存則（１）

９．対称性と保存則（２）

１０．クォークモデル（１）

１１．クォークモデル（２）

１２．簡単なファインマンダイアグラム（基礎）

１３．簡単なファインマンダイアグラム（応用編）

講義内容

Introduction to Elementary Particles (D. Griffiths / John Wiley & Sons Inc.),

Introduction to High Energy Physics (D.H. Perkins / Addison Wesley),

素粒子物理学(坂井典祐・培風館),

素粒子物理学の基礎IとII (長島順清・朝倉書店)

参考書

試験、出席、およびレポートなどを総合的に評価する。成績評価

この講義は、学部の「素粒子物理学１」との共通講義である。コメント


素粒子物理学序論 BIntroduction to Elementary Particle Physics B

2単位数

未定担当教員


教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

E201

素粒子物理学は、物質を構成する基本的な素粒子、およびそれらの間に働く力の性質を調べる

分野である。素粒子の間に働く力には、電磁相互作用、弱い相互作用、強い相互作用などがあ

る。この講義では、実験を通して、素粒子とこれら相互作用について平易に説明する。また、

最後に素粒子物理学の標準理論の概念を理解し、将来への展望について概観する。


場　　所

目　　的

素粒子物理学１／素粒子物理学序論A 、またはそれと同等の授業を履修していること。履修条件

1. レプトンとクォークの散乱（２回）

　弾性散乱、深部非弾性散乱

2. クォークとQCD　（２回）

3. 弱い相互作用　（３回）

　様々な崩壊、WとZ、CPの破れ

4. 電弱相互作用と標準模型　（３回）

5. 最近のトピックなど　（３回）

ニュートリノ振動

ビッグバンから今まで

講義内容

D.H. Perkins "Introduction to High Energy Physics", Addison Wesley

D. Griffths "Introduction to Elementary Particles", John Wiley & Sons Inc.

長島順清「素粒子物理学の基礎 I, II」 (朝倉書房）

参考書

試験と宿題成績評価

この講義は学部の「素粒子物理学２」との共通講義である。コメント

質問受付

原子核物理学序論Introduction to Nuclear Physics

2単位数

小田原　厚子担当教員 H428



なし教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

E201

　少数多体系である原子核は、陽子と中性子の制限された数で構成されながら、多様な性質を

示す。この講義では、ミクロな世界の原子核を理解していただけるよう、最先端のトピックス

にも触れながら、原子核の構造と原子核の反応という側面から解説していく。


場　　所

目　　的

特になし履修条件

１．原子核とは

　（１）原子核研究の概略

２．原子核構造

　（１）原子核構造の概要

　（２）殻模型

　（３）集団運動模型

３．原子核反応

　（１）原子核反応の概要

　（２）光学模型

４．原子核研究のトピックス

　（１）最先端のトピックスの紹介

　（２）原子核研究の他分野への応用の紹介

講義内容

講義中に適宜紹介していく参考書

出席、レポート等により総合的に判断する。成績評価

この講義は学部の「原子核物理学２」との共通講義である。コメント

随時質問受付

高エネルギー物理学 IHigh Energy Physics I

2単位数

山中　卓担当教員 H514



The Experimental Foundations of Particle Physics

(R.N. Cahn and G. Goldhaber / Cambridge University Press)

教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

E204

高エネルギー物理学を築き上げてきた、過去の重要な実験を理解する。なぜ、そのような測定

器を作り、実験を行ったのか、新たな現象をどう解釈したのか、など、当時の状況に自分の身

をおいて考えることにより、新たな実験を作り上げる力を作る。


場　　所

目　　的

学部の「素粒子物理学１、２」あるいはそれに対応する講義を受けていること。履修条件

　素粒子物理学を築き上げてきた主な実験を取り上げ、当時の状況に立ち戻って、共に考え、

議論する。

また、自分達で新たな実験を考案することも行う。

　テーマは、次の中からいくつか選ぶ。

陽電子の発見、ミューオンとパイオン、ストレンジネスの発見、反物質の発見、共鳴状態、パ

リティの破れ、ニュートリノの性質、中性Ｋ中間子の性質、ＣＰの破れの発見、核子の構造、

J/ψ, Υの発見、クォークとグルーオンのジェット、WとZボゾンの発見、ニュートリノ振動な

ど。

講義内容

Introduction to High Energy Physics (D.H. Perkins / Addison Wesley)

素粒子物理学の基礎I,II (長島順清・朝倉書店）

素粒子標準理論と実験的基礎　（長島順清・朝倉書店）

参考書

レポート、発表などをもとに採点する。成績評価

コメント

基本的にいつでも。遠くから来る場合は電話などで要確認。質問受付

高エネルギー物理学 IIHigh Energy Physics II

2単位数

青木　正治担当教員 H518



特に無し教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

B144

最近の高エネルギー物理実験を取り上げ、解説する。


場　　所

目　　的

高エネルギー物理学Iを履修していることが望ましい。履修条件

大型の実験のみならず、中小型の実験も積極的に取り上げる予定である。

取り上げる実験と物理は、

- KM行列とCP非保存：Kaon崩壊実験、e+e- asymmetric B-factory、ハドロン加速器による

Bの物理

- ヒッグス：LHCやILC

- 超対称性理論：Muon実験、陽子崩壊実験、LHCやILC、EDM実験など

- その他思いつくまま

なお、ニュートリノに関する物理と実験は、直接は取り扱わない。

講義内容

長島順清　高エネルギー物理学の発展（朝倉書店）参考書

レポート成績評価

コメント


素粒子・核分光学Particle and Nuclear Spectroscopy

2単位数

永井　泰樹担当教員核物理センター　512号室　



講義メモを配布する教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

B144

素粒子・原子核の基本的な知識を習得した上で主として中性子をプローブとした原子核物理研

究の最先端について学ぶ事。


場　　所

目　　的

特になし。履修条件

1. 基本粒子としての中性子(中性子源.中性子検出)

2. 中性子散乱と2核子相互作用(散乱長.有効長.中性子・陽子系)

3. 中性子と原子核 I (アイソスピン)

4. 中性子と原子核 II (中性子反応)

5. 中性子と原子核 III (核分裂)

6. 複合系としての中性子 I (バリオンとメソン)

7. 複合系としての中性子 II (電磁相互作用.電磁形状因子)

8. 複合系としての中性子 III (核子の電磁気的構造)

9. 複合系としての中性子 IV (中性子の電磁気能率)

10. 複合系としての中性子 V (中性子とベータ崩壊)

11. 複合系としての中性子VI(中性子崩壊と角相関)

12. 基本的過程と中性子 I (空間対称性の破れ)

13. 基本的過程と中性子 II (バリオン数非保存と中性子振動)

14. 超冷中性子 I (生成法)

15. 超冷中性子 II (超冷中性子の拓く物理)

講義内容

J. Byrne, Neutrons, Nuclei and Matter, Institute of Physics Publishing, Bristol and

Philadelphia

参考書

レポートと講義時の教員とのやりとりを含め総合的に判断する。成績評価

コメント


原子核反応学Introduction to Nuclear Reactions

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加速器物理学Accelerator Physics

2単位数

畑中　吉治担当教員核物理研究センター504



教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

E201

巨大科学の代表である加速器の発明と発見の歴史を解説する中で、種々の加速器の原理を概説

する。また、円形高周波加速器の代表であるサイクロトロンとシンクロトロンに関して、荷電

粒子の安定な加速の原理と、加速器を構成する機器装置の原理を、力学と電磁気学に基づいて

講義する。さらに，シンクロトロンによる偏極粒子加速時の減偏極とその対策について議論す

る。


場　　所

目　　的

力学と電磁気学の基礎知識を有すること。履修条件

１．日本の加速器と世界の加速器，及び，加速器の基本構成とその利用

２．ローレンツ力とマックスウェル方程式

３．高周波加速空胴と伝送線路の原理

４．電磁石の原理

５．シンクロトロンの六大原理の発明と発見の歴史と種々の加速器

６．蓄積貯蔵型加速器の発明以降

７．一様磁場やサイクロトロン磁場や磁気鏡磁場の下での粒子の運動

８．磁場の下での粒子の運動の変換行列による表現

９．変換行列の組み合せと近似

１０．ベータトロン振動とリュービルの定理，及び，強集束

１１．加速器と測定器の整合

１２．非線形力を用いたビームの取り出し

１３．高周波加速におけるシンクロトロン振動による位相安定性

１４．シンクロトロン振動におけるリュービルの定理と断熱不変性

１５．偏極粒子の加速

講義内容

亀井　亨、木原元央「加速器科学」（丸善、パリティ物理学コース）

S.Y. Lee, "Spin Dynamics and Snakes in Synchrotrons", World Scientific (1997)

参考書

レポート及び出席点の合計により評価。成績評価

授業内容に関連した補足資料を配布する.コメント

いつでも、まずメールすること質問受付

放射線計測学　Radiation Detection and Measurement

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高エネルギー物理学特論 ITopics in High Energy Physics I

2単位数

能町　正治担当教員原子核実験施設212



なし教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

E204

素粒子実験を行う上で必要となる基礎的な知識を演習をまじえ習得する。


場　　所

目　　的

履修条件

素粒子実験のために必要な相対論的力学・量子力学について実際の事例を用い、講義・演習を

おこなう。

講義内容

なし参考書

レポート成績評価

コメント

いつでも（要事前連絡）質問受付

素粒子・核分光学特論Topics in Particle and Nuclear Spectroscopy

2単位数

岸本　忠史担当教員 H409　



なし教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

E215

素粒子・核の構造や反応の研究において現れる広範な現象を取り上げ、分光学という方法論で

行なわれている最新の研究を理解する。


場　　所

目　　的

学部の原子核物理学、素粒子物理学の講義を受講済み或いは同程度の知識を有していることが

望ましい。

履修条件

テーマとして

(1)原子核構造研究とγ線分光、(2)二重ベータ崩壊と電子γ線分光、(3)強弱相互作用と素粒子・

核反応、(4)ダークマターの検出と粒子分光、(5)核・素粒子反応と相転移、(6)ニュートリノ反応

と粒子分光、(7)宇宙論と素粒子・核反応、(8)高密度物質とクォーク・ハドロン相転移、(9)その

他、

といった素粒子原子核に関連する内容を取り上げる。主に実験による研究と、関連する現象論

的な理論の最新の文献を講読する。英語の文献を早く読む訓練と、未知の内容を理解していく

方法論を学ぶ。

講義予定

初回に上記のテーマの最新の研究の傾向が読みとれる文献の中で半年以内審査つきの雑誌に

掲載された文献を受講者数の2-3倍用意する。受講者はその中から自分にあった文献を選択し、

内容を理解して要点をまとめてプレゼンテーションする。初回に発表の順序を決める。理解を

助けるため適宜質問を行うことを学ぶ。全く知らないテーマでも適当な質問を行うことで、理

解が進むことがよくある。受講者は質問を考えながら受講すること。

講義内容

なし参考書

出席と発表と質疑応答で評価する。発表１回以上、出席半分以上が合格の最低条件。成績評価

最近の研究の進歩は著しく，教科書に記載される頃には研究対象でなくなるとい

った事態が起こる。論文を読んで発表することや、話を聞くことで最新の研究を

通して未知の知識を如何に習得していくかを学ぶ。

コメント


原子核物理学特論 ITopics in Nuclear Physics I

2単位数

酒見　泰寛担当教員核物理研究センター514号室



必要に応じて講義に関する資料を配布する。教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

B144

物質の基本構成要素であるクォーク・グルーオンを基礎に、核子・核子スピン・原子核の構造

を、実験研究の最前線を紹介しながら、解説する。


場　　所

目　　的

特になし。履修条件

１．はじめに：原子核とは

２．クォーク・グルーオンと強い相互作用

３．核子のクォーク構造

４．レプトン深部非弾性散乱

５．核子のseaクォーク分布

６．核子スピンの起源

７．クォークの担うスピン

８．グルーオンの担うスピン

９．Scewed パートン分布関数

１０．ニュートリノによる核子スピンの研究

１１．Seaクォークフレーバー非対称性と核子構造

１２．実験研究の最前線１

１３．実験研究の最前線２

１４．予備日

１５．試験

講義内容

B.ポッフ/K.リーツ/C.ショルツ/F.サッチャ　「素粒子・原子核物理入門」　シュプリンガ

－・フェラーク東京

参考書

出席およびレポートにより総合的に評価。成績評価

講義を中心に、セミナー形式を適宜とりいれて進める。コメント

随時質問受付

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固体物理学概論１Introduction to Solid State Physics 1

2単位数

田島　節子担当教員 H314



キッテル「固体物理学入門（上）」第７版　丸善教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

D301

物性物理学は、物質を構成する結晶格子と電子の集団を、量子力学と統計物理学を駆使して、

ミクロな観点から出発して学問を構築し、マクロな現象として観測する。本講義は、物性物理

学を概観したのち、主として化学結合と結晶構造、格子振動と物性を中心に講述する。


場　　所

目　　的

統計物理学と量子力学を履修しつつあることが望ましい。履修条件

１．物性物理学の全体像

２．結晶の対称性と結晶構造の分類

３．逆格子空間

４．物質の凝集：イオン結合、共有結合、金属結合

５．格子振動と分散

６．格子振動による熱的性質

７．簡単な電子エネルギーバンド理論

講義内容

アシュクロフト、マーミン著　「固体物理の基礎（上、下）」　吉岡書店

ザイマン「固体物性論の基礎」（山下次郎、長谷川彰訳）　丸善

参考書

レポートと試験をおこない、総合的に６０点以上を合格とする成績評価

この講議は学部の「物性物理学１」との共通講議である．コメント

いつでも（メイルか電話で予約を）質問受付

固体物理学序論Introduction to Solid State Physics

2単位数

野末　泰夫担当教員 H324



教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

F102

主に電子の運動が関係する物性について講述する．結晶中にはアボガドロ数の程度の電子が含

まれており，構成元素の種類や原子の並び方によって半導体になったり金属になったりする．

この電子系の様子は，電気的，熱的，光学的，磁気的性質などにその特徴が反映される．


場　　所

目　　的

履修条件

１．物性物理学２・序論

２．自由電子フェルミ気体

３．金属の性質

４．電子のエネルギーバンド

５．半導体の性質

６．媒質中の電磁波とポラリトン

７．励起子とプラズモン

８．Kramers-Kronigの関係式

９．試験

講義内容

キッテル著「固体物理学入門」宇野・津屋・森田・山下共訳，丸善

イバッハ・リュート共著「固体物理学」石井・木村訳，シュプリンガー

大貫惇睦編著「物性物理学」朝倉書店

櫛田孝司著「光物性物理学」朝倉書店

アシュクロフト･マーミン著「固体物理の基礎」松原・町田訳，吉岡書店

参考書

出席，レポートおよび試験で総合的に評価する．成績評価

この講議は学部の「物性物理学２」との共通講議である．コメント

随時（事前に連絡をしたほうが確実）質問受付

物性物理学序説Introduction to Magnetism

2単位数

大貫　惇睦担当教員 H310



大貫惇睦編「物性物理学」（朝倉書店）教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

D304

物性物理学は、物質を構成する結晶格子と電子の集団を、ミクロな観点から出発して学問を構

築し、マクロな現象として観測する。本講義は金属電子論の復習をして、電子が示す超伝導と

磁性について述べる。


場　　所

目　　的

電磁気学、熱力学、量子力学、統計力学の基礎を理解していること。履修条件

1.　バンド理論

2.　金属のフェルミ面と磁場中の伝導電子の性質

3.　伝導電子と格子振動との相互作用

4.　クーパーの超伝導の考え方

5.　BCS理論

6.　電気抵抗ゼロと完全反磁性

7.　最近の発展、小テスト

8.　磁気モーメント

9.　キュリー常磁性

10.　強磁性

11.　反強磁性

12.　局在4f電子と伝導電子の相互作用

13.　パウリ常磁性と遍歴する3d電子系の磁性

14.　最近の発展、小テスト

15.　試験

講義内容

参考書

出席と小テスト・試験を総合的に評価成績評価

この講義は学部の「物性物理学３」との共通講義である。コメント

12:00 - 13:00質問受付

放射光物理学Synchrotron Radiation Physics

2単位数

磯山　悟朗担当教員産業科学研究所第１研究棟　290号室



教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

D304

高エネルギー電子が発生する光の一つである放射光の発生原理と性質を知り、その物理を理解

すること目的とする。


場　　所

目　　的

履修条件

光速に近い速度で運動する電子や陽電子が磁場により曲げられたときに放射する電磁波はシン

クロトロン放射または放射光と呼ばれている。放射光は、赤外から可視、真空紫外、軟X線、硬

X線までの広い波長範囲にわたる連続スペクトル、高い強度と輝度、ならびに偏光特性を持つ強

力な光である。この光は、理学、工学、薬学、医学などの基礎科学から、産業利用や医療・診

断までの広い領域で利用されている。講義では、相対論的電子が発生する光の基礎から始め、

放射光の発生原理とその特徴、アンジュレーター光の発生原理とその特徴を述べる。さらに光

源加速器についても述べる。

１．序論：「放射光」の名前、電磁波の波長による分類、利用分野、歴史

２．運動する荷電粒子が放出する電磁場：荷電粒子による電磁場の放射、遅延時間の意味

３．放射された電磁波のパワー、周波数スペクトル、偏光性

４．シンクロトロン放射：電子ストレージリング、シンクロトロン放射の定義

５．定性的取扱

６．特徴、臨界光子エネルギー

７．スペクトル角度分布、放射パワー、偏光性

８．スペクトルの計算

９．アンジュレーター放射：挿入光源、アンジュレーターとは

10．定性的な取扱

11．特徴、平面型アンジュレーターからの放射、K値、ピーク波長

12．輝度、強度、放射パワー

13．平面型アンジュレーター内での荷電粒子の運動

14．スペクトルの計算

15．まとめ

講義内容

石井・国府田・松下・三井「シンクロン放射」培風館（1991）

大柳編「シンクロトロン放射光の基礎」丸善（1996）

渡辺・佐藤「放射光科学入門」東北大学出版（2004）

参考書

3回に1回の割合でレポート課題を出す。15回目に試験を行うか、最終レポート課題を出す。成

績評価は、講義中のレポートの提出回数と内容（50点）および試験または最終レポート（50

点）の合計（100点）により評価する。合計が60点以上を合格とする。

成績評価

この講義は学部の「放射光物理学」との共通講義である。ナノ高度学際教育プログラムの指定

科目である。

コメント

事前に電話やメールで確認質問受付

極限光物理学Optical Physics in Extremes

2単位数

疇地（あぜち）宏担当教員レーザーエネルギー学研究センター E402



講義ノートを配布する．教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

E204

高強度レーザー光と物質の相互作用および輻射流体力学を中心に学んだ後、レーザー核融合研

究の最前線について紹介する。講義では教官と学生の相互作用を重視し、質問を基に話を進め

る。


場　　所

目　　的

この講義は電磁気学、熱・統計力学、量子力学の履修を前提として行う。履修条件

第一部　電磁気学

　1．輻射の古典論

　2．波としての光の性質

　3．輻射における相対論的効果

　4．物質中のマクスウェル方程式の解

　5．電磁気学の相対論的記述

第二部　レーザー核融合の基礎

　6．レーザーとプラズマの相互作用

　7．レーザーとプラズマの相対論的相互作用

　8．流体力学の基礎

　9．音波と衝撃波

　10．流体力学的不安定性

第三部　光と光の衝突

　11. 量子力学のおさらい

　12．量子電磁力学のさわり

　13．光子－光子衝突による電子陽電子対生成

次のセミナーを随時行う。　

　超高強度レーザー：極限状態をテーブルトップに

レーザー核融合の最前線

実験室天体物理の可能性（別の教官が行う）

贈る言葉：学生の研究姿勢について

講義内容

光：ファインマン他著，ファインマン物理学、岩波

流体力学：ランダウ&リフシッツ著，流体力学，東京図書

参考書

出席，宿題，質問等による講義への貢献，にて評価成績評価

この講義は、学部の「極限光物理学」との共通講義である。

http://www.ile.osaka-u.ac.jp/research/phi/

コメント

木曜日２時半~３時半質問受付

磁気分光学Magneto-Spectroscopy

2単位数

鷹岡　貞夫担当教員 H322



教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

E201

　半導体の分野では新しい現象の発見や新奇な性質を持つ材料が次々と作製されている。半導

体に外部から磁場を加えると、これらの特性は大きく変化し、面白みが増すと同時に現象を明

確に理解する手助けとなる。この講義では半導体の基礎から出発して、磁場の印加による様々

な現象の理論的背景とそれに関連する実験結果について解説する。


場　　所

目　　的

電磁気学、量子力学、統計力学の基礎を理解していること。履修条件

０１．　半導体の種類とバンド構造

０２．　半導体の輸送現象と電流磁気効果

０３．　ランダウ準位とシュブニコフ－ド・ハース振動

０４．　低次元電子系とその特徴

０５．　メゾスコピック系と量子効果

０６．　量子ホール効果

０７．　分数量子ホール効果

０８．低次元電子系への磁場効果

０９．低次元電子系へ磁場光吸収効果

講義内容

参考書

出席、レポートなどを考慮して総合的に判定する。成績評価

コメント

質問受付

半導体物理学 ISemiconductor Physics I

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強磁場物理学Physics in High Magnetic Fields

2単位数

萩原　政幸担当教員極限科学研究センター２階



なし教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

B144

磁性の基礎と強磁場発生方法を学んで強磁場下の物理現象を理解する


場　　所

目　　的

量子力学、電磁気学、統計力学の基礎を学んでいること履修条件

磁場は温度や圧力などと同様に重要な物理パラメーターであり、様々な物性発現の基本要素で

ある電子の電荷やスピン自由度に作用するため物性研究に不可欠なものとなっている。分数量

子ホール効果や磁場誘起超伝導などの発見により強磁場の役割は最近益々重要さを増してい

る。本講義では、学部ではあまり習わない磁性の基本的なことからはじまり、これらの興味深

いトピックスなどの理解を最終目標として行う。予定している講義の項目は以下の通り。

1.磁性の基礎（8回）

2.強磁場発生法（2回）

3.強磁場下の測定法（1回）

4.強磁場測定によるトピックス(4回）

講義内容

[1]パリティ物理学コース　極限科学－強磁場の世界　伊達宗行　丸善

[2]岩波講座　物理の世界　極限技術3　強い磁場をつくる　本河光博　岩波書店

参考書

出席点及びレポート成績評価

コメント


レーザー物性学Laser Physics

2単位数

白神　宏之担当教員レーザーエネルギー学研究センター　E棟4階



指定無し。下記参考書を参照し、講義内容のプリントを適宜配布。教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

D304

レーザーの基本的原理と特徴を概観し、線形および非線形媒質、あるいはいくつかの光学素子

中での光伝搬について論じ、レーザーシステムにおける光波制御の基礎的理解を深める。


場　　所

目　　的

履修条件

１．第１章レーザーの概要

２．第２章コヒーレント光学

３．第３章共振器モード

４．第４章光と物質の相互作用１古典論的相互作用での光の吸収・放出

５．　　光と物質の相互作用２コヒーレント相互作用

６．　　光と物質の相互作用３２準位系の密度行列表示

７．第５章レーザー動作の原理

８．第６章レーザー発振理論１　レート方程式

９．　　レーザー発振理論２　半古典理論

10．第７章光システム制御

11．第８章非線形光学

12．第９章レーザーの具体例

13．装置見学激光XII号レーザー装置（レーザーエネルギー学研究センター）

講義内容

レーザー物理入門，霜田光一著，岩波書店参考書

出席、レポート（随時）にて総合的に評価する予定。成績評価

ナノ高度学際教育プログラムの指定科目である。コメント

まずEメールで連絡を。質問受付

ナノ構造物性物理学Nanostructure Physics

2単位数

野末　泰夫　担当教員 H324



教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

B144

近年，様々なナノスケール新物質が作製され，ナノサイエンスの幅広い発展が期待されてい

る．これらの系では原子やバルク固体とは異なる新しい電子状態が実現し，様々な新しい性質

が観測される．それらの物性の理解には物質についての幅広い知識が必要となる．様々な物性

の具体例を交えながら，ナノ構造物質の物性について解説する．


場　　所

目　　的

履修条件

１．ナノ構造の電子状態と物性

　　　バルク固体からナノ構造へ

　　　電子の局在性と電子相関

　　　局在電子状態の近似描像

　　　様々なナノ構造と光学的性質

　　　ナノ構造と磁性・磁気共鳴

　　　電子スピンと軌道縮退（スピン軌道相互作用）

　　　配列した局在電子状態

２．種々のナノ構造物質

（「１．ナノ構造の電子状態と物性」の中で紹介する）

　　　金属ナノクラスター

　　　半導体超微粒子

　　　ゼオライトについて

　　　配列ナノクラスター

　　　磁性体超微粒子

　　　ナノチューブ・フラーレン

講義内容

適宜プリントを配布．磁性，磁気共鳴，光物性，半導体など，物性物理学全般の参考書．参考書

レポート，出席成績評価


随時（事前に連絡をしたほうが確実）質問受付

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極限物質創成学Material Fabrication under Extreme Conditions

2単位数

竹田　精治担当教員 H328



教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

E201

物性物理学の研究対象となる一次元や２次元結晶などの微小結晶の成長法、高純度結晶の成長

法など固体作成技術を分かりやすく解説する。できるだけ原子・電子のミクロなレベルで、そ

れぞれの成長法を理解できるように講義する。また代表的論文や最新論文の解説も交える。


場　　所

目　　的

履修条件

１．結晶成長のメカニズム

２．結晶成長と格子欠陥

３．結晶の形状

４．結晶表面とＲＨＥＥＤ

５．結晶表面とＳＴＭ

６．結晶界面の形成

７．結晶評価の方法１

８．結晶評価の方法２

９．真空蒸着法とＭＢＥ法

１０．液相成長法と気相成長法

１１．ＶＬＳメカニズム

１２．微細加工技術と半導体デバイス

１３．電子線加工技術

１４．レーザーアブレーション法　　　

１５．多結晶と結晶粒界

講義内容

参考書

レポートで評価する。成績評価


質問受付

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素粒子物理学ＩElementary Particle Theory I

2単位数

東島　清担当教員 H726　



なし教科書

居室

電話

単位

選択

開講時期

E310

素粒子論の基本的考え方を述べる。


場　　所

目　　的

量子力学と特殊相対性理論履修条件

大まかな内容は次の通りである

・相対論的波動方程式

・場と粒子、湯川理論

・フェルミ粒子とボーズ粒子

・ゲージ不変性とゲージ理論

・対称性の自発的破れとヒッグス機構

・クォーク模型、ＱＣＤ

・粒子の崩壊と散乱断面積

・弱い相互作用

・SU(2)×U(1)ゲージ理論

・クォーク・レプトンの相互作用

・標準理論

・CKM行列

・ニュートリノ振動

・統一理論

最新の講義予定はホームページに公開する

講義内容

坂井典佑「素粒子物理学」（培風館）

原康雄・稲見武夫・青木健一郎「素粒子物理学」(朝倉書店）

参考書

未定（ホームページ上で公開）成績評価

Homepage:

http://www-het.phys.sci.osaka-u.ac.jp/higashij/

コメント

水曜日　13-17時質問受付

(物理学)半期セミナーSemestral Seminar

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1学期、２学期それぞれで開講

(物理学)特別セミナーSeminar for Advanced Researches

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場の理論序説 - osaka...

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