授業科目名 素粒子物理基礎特論
英語授業科目名 Topics on Theoretical Particle Physics
科目ナンバリング
講義番号 D20120 担当教員[ローマ字表記] 谷井 義彰 [Tanii,Yoshiaki]
科目区分 理工学研究科博士後期課程理工学 開講学部 理工学研究科博士後期課程
単位数 2 必修・指定選択・選択の別
開講学期(期別) 第1・2 曜日時限 木1
教室 理工研-各研究室 対象年次
初年次教育科目

クラス指定

なし

他との関連(関連項目)

「高エネルギー素粒子物理特論」

履修条件(授業に必要な既修得科目または前提知識)

初歩的な電磁場の量子化やDirac方程式について理解していること。

テーマ・副題

授業科目の到達目標

ゲージ理論の基礎について理解する。また、素粒子の標準模型やそれを越える理論の概要を理解する。

授業キーワード

場の理論、ゲージ対称性、自発的対称性の破れ、標準理論、超対称性、重力場

授業の内容

ゲージ対称性と自発的対称性の破れについて解説し、素粒子の標準理論などへの応用について議論する。また、標準理論を越える理論として、超対称性をもつ理論や重力を含む理論についても議論する。

授業の方法・事前準備学修・事後展開学修

通常の講義形式で行う。

授業展開(スケジュール)

第1回〜第3回 場の理論の基礎
  場の理論の定式化、場の正準量子化、場の理論における対称性、時空対称性、内部対称性
第4回〜第5回 ゲージ場の理論
  ゲージ対称性、自発的対称性の破れ、Higgs機構
第6回〜第8回 標準模型と大統一理論
  標準模型、Glashow-Weinberg-Salam理論、QCD、標準模型のまとめ、標準模型を超える理論、
  大統一理論、ゲージ階層性問題
第9回〜第10回 ソリトン
  ソリトンとは、キンク解、ボーテックス解、モノポール解
第11回〜第12回 超対称性
  超対称性とは、超多重項、超対称な場の理論、超対称性の自発的破れ、BPS状態
第13回〜第15回 重力を含む理論
  重力場の定式化、超重力理論、Kaluza-Klein理論、弦理論

成績評価方法

レポートにより成績を評価する。

成績評価基準

成績評価には、レポートの点数(100点満点)を使用する。

テキスト

使用しない。

参考図書

An Introduction to Quantum Field Theory/M.E. Peskin and D.V. Schroeder,Addison-Wesley,1995
The Quantum Theory of Fields I/S. Weinberg,Cambridge University Press,1995
The Quantum Theory of Fields II/S. Weinberg,Cambridge University Press,1996
The Quantum Theory of Fields III/S. Weinberg,Cambridge University Press,2000
ゲージ場の量子論 I, II/九後汰一郎,培風館,1989
Supersymmetry and Supergravity/J. Wess and J. Bagger,Princeton University Press,1992
Supergravity/D.Z. Freedman and A. Van Proeyen,Cambridge University Press,2012
String Theory I, II/J. Polchinski,Cambridge University Press,1998
String Theory and M-Theory: A Modern Introduction/K. Becker, M. Becker and J.H. Schwarz,Cambridge University Press,2007

学生へのメッセージ

現在の素粒子物理学では、ゲージ対称性とその自発的破れが重要な役割を果たしています。また、標準模型を越える理論では、超対称性をもつ理論や重力を含む理論も研究されています。

その他・備考