授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN) | | 自然を貫く物理法則を理解しようとする強い意欲と物理的思考力を涵養し、広い学問的視野・知識と深い理解を身につけるため、宇宙線物理学を中心とした素粒子と宇宙の交錯する学問領域を俯瞰し、
宇宙線というプローベを使って研究者が自然界の法則をどう解き明かしていったかについて学習する。素粒子、原子核の基本的知識を学びながら、宇宙線や非加速器物理による現代物理の最先端に迫り、
背後をつらぬく物理法則と自然界に対する幅広い知識を習得する。 |
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授業の目的 【英語】
Goals of the Course | | How the universe interplays with elementary particles ? How the elementary particles behave in the universe.
Motivation of this course to overview how physicists have revealed fundamental principles of nature by using cosmic rays as a probe. The course will cover basic course of elementary particle physics, cosmic ray physics and non-accelerator particle physics, to encourage to learn basic principles of the nature and interdisciplinary knowledge. |
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到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN)) | | 宇宙線・宇宙物理学の大学院修士１年生に最低限必要な素粒子、および宇宙の基礎知識を身につける。
宇宙と素粒子の境界領域である最新分野の成果、ニュートリノ物理学、暗黒物質等、いわゆる非加速器素粒子物理学を学ぶ。 |
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到達目標 【英語】
Objectives of the Course | | Students will learn minimum basic knowledge on particle physics and astronomy required for the 1st degree of master course students in cosmic ray physics or astrophysics.
Students will learn the most recent progress in this field between particle physics and astrophysics such as neutrino physics, dark matter or so-called non-accelerator particle physics. |
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授業の内容や構成
Course Content / Plan | | 1. イントロダクション (Introduction and preparation)
1.1. 物質を構成するもの (atom and nuclei)
1.2. 宇宙線と素粒子の歴史 (cosmic rays and particles)
1.3. 準備:量子力学、相対性理論、単位系 (preparation; units, lorenz transformation)
2. 素粒子と相互作用 (particles and fundamental interactions)
2.1. 電磁相互作用(electro-magnetic interaction)
2.2. 強い相互作用とクォーク模型(strong interactions and quarks)
2.3. 弱い相互作用とニュートリノ(weak interactions and neutrinos)
2.4. 超高エネルギー散乱(very high energy interactions)
3. ニュートリノ振動とニュートリノ質量(neutrino oscillations and their masses)
3.1. 大気ニュートリノ(solar neutrinos)
3.2. 太陽ニュートリノ(atmospheric neutrinos)
3.3. ニュートリノ振動(neutrino oscillations)
3.4. 加速器ニュートリノ振動実験(long baseline experiments)
3.5. 二重ベータ崩壊(double beta decay)
4. 暗黒物質(dark matter)
4.1. 暗黒物質の存在(evidence of dark matter)
4.2. MACHOと重力マイクロレンズ(MACHO and gravitational micro-lensing)
4.3. WIMP直接探索(WIMP direct searches)
4.4. WIMP間接探索(WIMP indirect searches)
4.5. アクシオン(axion)
5. 標準模型を越えて(beyond the standard-model)
5.1. 大統一理論と陽子崩壊(grand-unified theory and proton decay) |
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履修条件
Course Prerequisites | | | Graduate Students at Nagoya University (名古屋大学大学院学生) |
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関連する科目
Related Courses | | 先端物理学基礎I, II, III (Fundamentals of Advanced Physics 1,2,3)
宇宙線物理学(Cosmic-ray Physics)
宇宙線観測学特論(Experimental Cosmic-Ray Physics Research)
宇宙線考古学（Paleo-cosmic ray physics)
などの関連講義も参照のこと。 |
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成績評価の方法と基準
Course Evaluation Method and Criteria | | 講義中の議論(60%)、講義中の演習問題回答状況(20%)、期末レポート(20%)で評価し、60/100以上を合格とし、それより小さい場合を不可(F)とする。または、全講義期間中の３分の２以上を理由なく欠席した場合は、欠席として評価する。
Discussion (60%) and drills (20%) during lectures, and the score of report at the end of course (20%) will be used for evaluation. 60/100 of the score is required to pass the grade, otherwise the graded as "F" (Fail). Or if absence rate is more than 2/3 without any reason will be be regarded as "W" (Absent). |
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教科書・テキスト
Textbook | | 特に無し。講義資料中に必要な参考文献を記す。参考書としては下記を参照すること。
Not specified. All the references to the articles is shown in the lecture slides. Otherwise useful related textbooks shown as below can be available elsewhere. |
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参考書
Reference Book | | ・ Particle Astrophysics ? Oxford Master Series in Particle Physics, Astrophysics, and Cosmology. Donald Perkins, (Oxford Univ. Pr Published)
・ Introduction to High Energy Physics, Donald Perkins (Cambridge Univ. Pr Published)
・ 小田 稔著、 宇宙線、 裳華房
・ 小田、西村、櫻井編、宇宙線物理学、 朝倉書店(1983)
・ 原 康夫著、 素粒子、 朝倉書店(1990)
・ 渡邉靖志著、 素粒子物理入門、 培風館(2002)
・ 朝倉物理学体系 高エネルギー物理学の発展 長島順清 著 (朝倉書店) |
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課外学習等（授業時間外学習の指示）
Study Load(Self-directed Learning Outside Course Hours) | | ほぼ毎講義内で課す演習問題や、NUCT上で公開するスライドの予習、復習をしておくこと。
宇宙線、素粒子・原子核物理の基礎知識について広く自習をし、関連する論文を読んでおくこと。
Students are recommended to review the problems given in every lecture before and after the lecture. Students are also recommended to learn basic knowledge on cosmic rays, particles and nuclei by themselves, and also to read relevant journal articles. |
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注意事項
Notice for Students | | | This lecture is given in English if international students take this course. |
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他学科聴講の可否
Propriety of Other department student's attendance | | |
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他学科聴講の条件
Conditions of Other department student's attendance | | 他学科受講生は担当教員に事前に相談すること。その場合、上記の講義を受講、または単位取得済み相当の知識を習得していることが望ましい。
Students of other departments or divisions need to consult the lecturer in advance. |
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レベル
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キーワード
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履修の際のアドバイス
Advice | | |
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授業開講形態等
Lecture format, etc. | | | 対面・遠隔（オンデマンド型）の併用を行う。遠隔授業はzoomで行い、NUCTから資料を提供する。 |
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遠隔授業（オンデマンド型）で行う場合の追加措置
Additional measures for remote class (on-demand class) | | |
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