シラバス
| 授業科目名 | 年度 | 学期 | 開講曜日・時限 | 学部・研究科など | 担当教員 | 教員カナ氏名 | 配当年次 | 単位数 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 高エネルギー加速器科学第二 | 2025 | 前期 | 木4 | 理工学研究科博士課程前期課程 | 小沢 恭一郎、阪村 豊、佐波 俊哉、丸山 和純 | オザワ キョウイチロウ、サカムラ ユタカ、サナミ トシヤ、マルヤマ タカスミ | 1年次配当 | 2 |
科目ナンバー
SG-MP5-2C31
履修条件・関連科目等
素粒子・原子核・宇宙の研究に関心のあること
授業で使用する言語
日本語
授業で使用する言語（その他の言語）
授業の概要
高エネルギー加速器研究機構（KEK）は高エネルギー加速器を開発するとともに、世界最先端の素粒子・原子核研究そして放射線研究を進めている。この研究分野の最前線で研究を進めるKEK教員が中央大兼任講師となり、分担して講義を行う。①「素粒子理論」素粒子物理を記述する理論的枠組みである相対論的場の量子論の基礎を簡単に説明した後、ゲージ理論及び対称性の自発的破れについて解説する。続いて素粒子標準模型 を説明し、その問題点及び標準模型を超える物理の候補を紹介する。②「加速器ニュートリノ実験」加速器で人工的に生成したニュートリノは、人工的にそのエネルギーや種を制御できるため、謎の多いニュートリノという素粒子の性質を探る有力な道具である。本講義では、ニュートリノの一般的な性質やニュートリノ振動の解説とともに、人工的なニュートリノの生成方法や検出方法について説明する。③「高エネルギー原子核実験」原子核の基本的な性質の確認から始めて、原子核の構成要素である陽子や中性子の性質を、実験的基礎事実を説明しながら概観する。陽子、中性子は、一般的にハドロンと呼ばれる強い相互作用をする粒子の一種であり、実験結果から導かれる強い相互作用の性質を解説する。その後、最近の話題であるクォークグルーオンプラズマなどの高温高密度状態の物理や原子核媒質中でのハドロンの性質変化などに関する加速器実験を紹介する。④「放射線科学」高エネルギー加速器施設における放射線と放射能の生成、計測、および施設の遮蔽設計について講義を行う。
科目目的
世界の大型加速器施設では、巨大な高エネルギー加速器を用い、物質・宇宙の根源を探る最先端の素粒子・原子核研究が進められている。本科目では、これら最先端研究分野の中から「素粒子理論」、「加速器ニュートリノ実験」、「高エネルギー原子核実験」、「放射線科学」分野を選んで、その研究最前線の現状を知ること、且つ、この分野での基礎知識を学ぶことを目的とする。
到達目標
本科目で講義される「素粒子理論」、「加速器ニュートリノ実験」、「高エネルギー原子核実験」、「放射線科学」分野のそれぞれの分野での基礎的な知識を得ること
授業計画と内容
（１） 「素粒子理論：阪村」 相対論的場の量子論 I (場の量子化)
（２） 「素粒子理論：阪村」 相対論的場の量子論 II (ゲージ理論と対称性の自発的破れ)
（３） 「素粒子理論：阪村」 素粒子標準模型
（４） 「素粒子理論：阪村」 標準模型を超える物理
（５） 「加速器ニュートリノ実験：丸山」ニュートリノの性質について
（６） 「加速器ニュートリノ実験：丸山」ニュートリノの生成方法と検出器
（７） 「加速器ニュートリノ実験：丸山」ニュートリノ振動について
（８） 「加速器ニュートリノ実験：丸山」ニュートリノ研究の最前線
（９） 「高エネルギー原子核実験：小沢」原子核の基礎的性質
（１０）「高エネルギー原子核実験：小沢」陽子・中性子・ハドロンの性質
（１１）「高エネルギー原子核実験：小沢」クォーク・強い相互作用の性質
（１２）「高エネルギー原子核実験：小沢」高エネルギー原子核物理実験の紹介
（１３）「放射線科学：佐波」 加速器からの放射線と放射能の生成、測定
（１４）「放射線科学：佐波」 加速器の遮蔽設計とシミュレーション
授業時間外の学修の内容
その他
授業時間外の学修の内容（その他の内容等）
授業中や授業終了時に提示する課題に取り組むこと
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
| 種別 | 割合（％） | 評価基準 |
|---|---|---|
| レポート | 50 | 出題されるレポートへの取り組みと理解の到達度を重視します。 |
| 平常点 | 50 | 授業への出席と、対面の場合の授業中の積極的な発言、オンラインの場合のメールでの質問などを重視します。 |
成績評価の方法・基準（備考）
課題や試験のフィードバック方法
授業時間に限らず、manabaでフィードバックを行う
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
実施しない
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
はい
【実務経験有の場合】実務経験の内容
講義を実施する教員は、全員、高エネルギー加速器研究機構で専門分野として研究に従事している教員である。
【実務経験有の場合】実務経験に関連する授業内容
講義内容が、教員が実際に研究している専門分野の内容である。
テキスト・参考文献等
素粒子理論：「クォークとレプトン」（Halzen & Martin著）、「素粒子物理学」（KEK物理シリーズ）
加速器ニュートリノ実験:「ニュートリノで探る宇宙と素粒子」（梶田隆章著）
高エネルギー原子核実験：「素粒子・原子核物理学の基礎ー実験から統一理論まで」（A.ダス、T.ファーベル著、共立出版）
放射線科学：「放射線物理と加速器安全の工学」（中村 尚司著）