科目ナンバー

SG-MP5-2C06

履修条件・関連科目等

量子力学、電磁気学、物理数学などの必須科目を習得していることが望ましい。

授業で使用する言語

英語

授業で使用する言語（その他の言語）

授業の概要

近年、量子系におけるハイゼンベルグの不確定性原理に基づく研究が盛んに行われている。特に冷却原子の波としての性質を用いると、粒子の持つ位置と運動量の二重性のほか、原子数と原子の位相も不確定性関係を持つ。マクロな数の位相がそろうボースアインシュタイン凝縮（量子縮退）実現のためのレーザー冷却の基本原理や量子縮退原子のさまざまな応用例について学び、重要な先端研究について紹介する。

科目目的

量子光学および量子エレクトロニクスについて学び、量子光学の応用および最先端の量子光学研究に対する知見を見につける。

到達目標

光および原子からなる量子系で実現される量子光学について理解を深め、量子光学の先端的研究について量子力学や電磁気学を応用し考察する。特に、気体原子のボースアインシュタイン凝縮実験の基礎および応用を担う光-原子間の相互作用、原子間相互作用について理解する。

授業計画と内容

授業の進行によっては計画通りに行うとは限らないが、目安として下に示す。
第１回　量子光学と量子縮退の導入
第２回　原子の内部構造
第３回　原子と光の相互作用の基礎
第４回　原子と光の相互作用の応用
第５回　レーザー冷却および関連冷却手法
第６回　量子縮退
第７回　量子縮退原子と電磁場の相互作用
第８回　量子縮退間の相互作用
第９回　ボースアインシュタイン凝縮の動力学
第１０回　ボースアインシュタイン凝縮の超流動性と内部自由度
第１１回　フェルミ縮退
第１２回　不確定性原理とスクイーズド状態
第１３回　光および原子のエンタングルメント
第１４回　最近の研究紹介

授業時間外の学修の内容

授業終了後の課題提出

授業時間外の学修の内容（その他の内容等）

講義では広い範囲の量子光学について説明する。配布資料の予習および復習することを勧める。

授業時間外の学修に必要な時間数／週

・毎週１回の授業が半期（前期または後期）または通年で完結するもの。１週間あたり４時間の学修を基本とします。
・毎週２回の授業が半期（前期または後期）で完結するもの。１週間あたり８時間の学修を基本とします。

成績評価の方法・基準

成績評価の方法・基準（備考）

授業の参加状況およびレポート課題により評価する。

課題や試験のフィードバック方法

授業時間内で講評・解説の時間を設ける

課題や試験のフィードバック方法（その他の内容等）

アクティブ・ラーニングの実施内容

プレゼンテーション

アクティブ・ラーニングの実施内容（その他の内容等）

授業におけるICTの活用方法

実施しない

授業におけるICTの活用方法（その他の内容等）

実務経験のある教員による授業

いいえ

【実務経験有の場合】実務経験の内容

【実務経験有の場合】実務経験に関連する授業内容

テキスト・参考文献等

テキスト：教科書は特に使用しない。
参考書：特に指定しない。より専門的に勉強したい人には、松岡正浩ほか「基礎からの量子光学」（オプトロニクス社、 6,090円）などがあるが、最新の研究成果である英文論文が最も参考になるため授業で配布する場合がある。

その他特記事項

参考URL