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物理学科３、４年次
４年次に場の量子論ゼミなどがあるため、素粒子論に進学する者は３年次での履修を強く勧める。
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3年生までの物理必修諸科目（力学、電磁気学、振動波動、相対論、量子論、解析力学、統計力学）および数学（線形代数、複素関数、群論、グリーン関数）全般にわたる知識を習得していることが望ましい。
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電磁気学、相対論、量子力学等で得られた自然に対する知識の集合が、素粒子物理学の基礎を成している。
現代の素粒子論的世界像「素粒子標準模型」を概観する。
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自然界の基本的な構成要素である素粒子と、素粒子間に働く相互作用の性質について概要を知ることを目標とする。３年生まで学んできた諸基礎科目にもとづいて現代の物理的自然観を確立することを目標とする。
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理学部ディプロマ・ポリシーにある「専門領域（物理学）に関する専門知識とそれを基にした思考力」
を習得するための科目である。
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クォーク、レプトン、電磁相互作用、強い相互作用、弱い相互作用、ゲージ対称性、対称性の自発的破れ、ヒッグス粒子、素粒子標準模型
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自然界の基本的な構成要素である素粒子と、その素粒子間に働く相互作用の性質について概要を講義する。具体的な物理過程の計算を行うことよりも、素粒子標準理論の全体像の把握を目標とする。
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授業1回あたり合計４時間の事前準備・事後展開学修が目安である。
復習を中心に行うこと。講義はそれ以前の内容を理解していることを前提に行う。
適宜課題レポートを課す。それらについては必ず復習すること。
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第１回 導入
第２〜６回 電磁相互作用 -- Dirac場、電磁場、量子電磁力学(QED)とくりこみ
第７回. ゲージ理論 -- Yang-Mills理論
第８〜９回 強い相互作用 -- 湯川理論、クォーク模型、量子色力学(QCD)
第１０回 弱い相互作用 -- Fermi理論、パリティの破れ、荷電共役、CPの破れ
第１１〜１２回 自発的対称性の破れ
第１３〜１４回 素粒子の標準模型 -- ウィークボソン、Higgs機構、電弱統一理論
第１５回 ニュートリノ振動 -- 3つの世代、世代間混合、
第１６回 標準模型の彼方 -- 大統一理論など
内容は様子を見て前後・取捨・補足することがある。
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成績評価基準
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埼玉大学単位修得の認定に関する規則に基づき、履修者が授業の到達目標をどれだけ達成したかに応じて以下の通り評価する。
「到達目標を超え、全般的に特に秀でている」 =GP:4 = S
「到達目標を超えており、部分的に秀でている」 =GP:3.5=A+
「到達目標を超えている」 =GP:3 = A
「到達目標に十分達しており、部分的に秀でている」 =GP:2.5=B+
「到達目標に十分達している」 =GP:2 = B
「到達目標に最低限達しており、部分的に B 以上の水準にある」=GP:1.5=C+
「到達目標に最低限達している」 =GP:1 = C
「到達目標に達していない」 =GP:0 = D
「到達目標の達成度を測る材料がない」 =GP:0=F
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素粒子物理学の基礎I, II
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長島順清
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朝倉書店
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1998
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An Introduction to Quantum Field Theory
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Peskin & Schroeder
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CRC Press
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1995
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これまで学んできた基礎科目を使いこなせば、多様な自然現象を統一的に理解できます。本講義で極微の素粒子の法則に触れ、他の講義で物性物理学の多様性、広大な宇宙の理解などにも触れて、物理学的自然観形成の総仕上げとしてください。
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mjsyang_AT_mail.saitama-u.ac.jp
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