【授業の目的】
素粒子や原子核の性質や粒子間に働く相互作用等を学ぶことで、粒子交換と相互作用、対称性・保存則等といった基本的概念や、代表的な実験を含む素粒子物理学の基礎的知識を修得することを目的とする。また、天文・宇宙物理等の関連する話題にも触れ、素粒子物理学の応用的役割についての理解を深める事も目的とする。
【授業の到達目標】
1) 素粒子や原子核の基本的な性質を理解し、説明できる。【知識・理解】
2) 素粒子や原子核の相互作用について、性質を理解し、説明できる。【知識・理解】
3) 基礎的な実験的手法を理解し、説明できる。【知識・理解】
4) 代表的な素粒子実験について、その目的と成果を説明できる。【知識・理解】
5) 宇宙の進化等との素粒子原子核物理学の関係を説明できる。【知識・理解】
【授業概要（キーワード）】
原子核、核子、原子核モデル、核融合、核分裂、元素合成、素粒子，弱い相互作用，強い相互作用，粒子散乱，ニュートリノ，レプトン，ハドロン，クォーク，ヒッグス粒子、素粒子の標準模型、標準模型を超えた理論
【学生主体型授業（アクティブラーニング）について】
C-1．自分の意見をまとめて発表する機会がある。：1～25％
A-2．小レポート等により、事前学習（下調べ、調査等含む）が必要な知識の上に思考力を問う形での文章を記述する機会がある。：1～25％
【科目の位置付け】
選択したコースカリキュラムの専門的知識を身に付け、その分野の先端的な研究内容を理解し、説明できる能力を身に付ける。(理学部理学科ディプロマ・ポリシー参照)
【授業計画】
・授業の方法
基本的にスライドを表示して説明を加える。必要に応じて関連する資料などを配布する。進捗状況に応じ、演習問題にも取り組む。
・日程
第１回 [素粒子原子核物理学の概要] 物質の構成要素、原子核、素粒子とは、素粒子の標準モデル、クォークモデル
第２回 [基礎的事項] 単位、特殊相対論
第３回 [基礎的事項] 対称性と保存則
第４回 [原子核物理学] 原子核物理学の概要
第５回 [原子核物理学] 核融合、核分裂
第６回 [原子核物理学] 原子核のモデル、
第７回 [原子核物理学] 元素合成
第８回 [素粒子物理学] 素粒子物理学の概要
第９回 [素粒子物理学] 強い相互作用の特徴 1.
第１０回 [素粒子物理学] 強い相互作用の特徴 2.
第１１回 [素粒子物理学] 弱い相互作用の特徴 1.
第１２回 [素粒子物理学] 弱い相互作用の特徴 2.
第１３回 [素粒子物理学] 標準モデルの概観
第１４回 [素粒子物理学] 標準モデルの特徴、ゲージ原理、自発的対称性の破れ
第１５回 [素粒子物理学] 標準モデルを超えた理論、超対称性
ただし、受講生の理解度に応じ、内容・進度を調整する。
【学習の方法・準備学修に必要な学修時間の目安】
・受講のあり方
授業前には2時間/週程度の準備学修を行い、事前に提示する講義資料を用いて、あらかじめ疑問点などを整理してください。これらの疑問点は積極的に授業中に質問してください。
・授業時間外学習（予習・復習）のアドバイス
授業前には2時間/週程度の準備学修を行い、事前に提示する講義資料を用いて、あらかじめ疑問点などを整理してください。授業終了直前に質問の時間を設けますので、疑問点があればかならず質問し、解決するようにしてください。 授業後は、提示された資料を読み返し、小テストなどの課題をこなしてください。
【成績の評価】
・基準
以下の点に関する達成度を、合格の基準とします。
○ 素粒子の原子核の基礎的事項を適切に説明できる。
○ 素粒子間の相互作用に関する基礎的事項を適切に説明できる。
○ 素粒子原子核物理の基礎的事項を利用し、応用事例を適切に説明できる。
・方法
授業で扱った基本的事項に関する理解度を測ることができる演習問題に取り組み、それをレポートとして提出してもらいます。その結果を１００点満点で採点し、それを基に評価します。
【テキスト・参考書】
参考書：素粒子・原子核物理入門 改訂新版 (SPRINGER UNIVERSITY TEXTBOOKS) B. ポッフ (著)、 K. リーツ (著)、 C. ショル (著)、 柴田 利明 (翻訳)
【その他】
・学生へのメッセージ
電磁気学・量子力学・特殊相対論等の知識を必要とする箇所があります。それらに関して授業中に分からない事が出てきたら、必ず復習を行い、理解する事。
・オフィス・アワー
授業時間外に学生の質問に答える「オフィス・アワー」は授業のある日の午前10:00-12:00とします。電話・電子メールで在室を確認後、研究室に来てください。電話番号・電子メールアドレスは初回の授業で連絡します。
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