授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN) | | | 本講義を通じて、宇宙線観測の基礎となる宇宙線の相互作用から検出器、電気信号処理技術を広く学び、定量的に議論、評価できる能力を養成する。その他に稼働中や計画中の宇宙線実験を概観し、実際の現場での検出器や信号処理の方法や開発における諸問題を講義中の議論を通して考察する |
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授業の目的 【英語】
Goals of the Course | | | 。This course provides an overview of basics for cosmic-ray observations such as interactions of cosmic rays, detector technologies, and signal processing electronics. In addition, we will review currently operating or planned cosmic-ray experiments, and discuss real-life usages and development issues of detector and signal processing technologies. |
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到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN)) | | 本講義では、受講者が以下の能力を獲得することを目標とする。
1. 物質中での素粒子の相互作用を正しく理解し、定量的に計算できる
2. 検出器の動作原理を正しく理解し、定量的に性能を評価できる |
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到達目標 【英語】
Objectives of the Course | | Attending students will acquire the following abilities.
1. Proper understanding of particle interactions in materials and ability to calculate probabilities quantitatively.
2. Proper understanding of operational principles of particle detectors and ability to evaluate their performance quantitatively |
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授業の内容や構成
Course Content / Plan | | 1. 宇宙線相互作用 (Cosmic-ray interactions)
1.1. 荷電粒子相互作用 (Charged particle interactions)
1.1.1. 電離 (Ionization)
1.1.2. シンクロトロン放射 (Synchrotron radiation)
1.1.3. チェレンコフ放射 (Cherenkov radiation)
1.1.4. 制動放射 (Bremsstrahlung)
1.1.5. 多重電磁散乱 (Multiple Coulomb scattering)
1.2. 光子相互作用 (Photon interactions)
1.2.1. 光電効果 (Photoelectric effect)
1.2.2. コンプトン散乱 (Compton scattering)
1.2.3. 電子・陽電子対生成 (Pair creation)
1.3. 電磁カスケード (Electromagnetic cascades)
1.4. ハドロニックカスケード (Hadronic cascades)
1.5. ニュートリノ相互作用 (Neutrino interactions)
1.6. 中性子相互作用 (Neutron interactions)
2. 検出器技術 (Detector technologies)
2.1. シンチレーション検出器 (Scintillation detectors)
2.2. 光検出器 (Photon detectors)
2.3. チェレンコフ検出器 (Cherenkov detectors)
2.4. ガス検出器 (Gas detectors)
2.5. 液体検出器 (Liquid detectors)
2.6. 半導体検出器 (Semiconductor detectors)
2.7. コンプトン検出器 (Compton detectors)
2.8. ボロメータとマイクロカロリメータ (Bolometer and micro-calorimeters)
3. 放射線損傷 (Radiation damage)
4. 電気信号処理 (Signal processing electronics)
4.1. アナログ電子回路 (Analog electronics)
4.2. ディスクリミネータ (Discriminator)
4.3. デジタルトゥアナログコンバータ (Digital-to-analog converter)
4.4. アナログトゥデジタルコンバータ (Analog-to-digital converter)
4.5. プログラマブルデバイス (Programmable logic device)
5. 宇宙線実験 (Cosmic-ray experiments)
5.1. 荷電宇宙線観測 (Charged cosmic-ray observation)
5.2. ガンマ線観測 (Gamma-ray observation)
5.3. ニュートリノ観測 (Neutrino observation)
2回に1回程度の頻度でレポート課題を提示するので、期日までにレポートとして提出すること。
Report subject will be given at a frequency of approximately every two lectures. The report should be submitted by the given deadline. |
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履修条件
Course Prerequisites | | 名古屋大学大学院学生
Graduate Students at Nagoya University |
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関連する科目
Related Courses | | Cosmic-ray Physics (宇宙線物理学)
Astroparticle physics (宇宙素粒子物理学) |
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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(30%)とレポート(70%)で目標達成度を評価し、100点満点で60点以上を合格とする。レポートは2回の講義で1回程度の頻度で出題し、講義で紹介した計算を異なるパラメータで自ら反復する。
Discussions during the lecture (30%) and report (70%) will be scored. The passing score is 60 out of 100. Report problems will be given at a frequency of approximately every two lectures. Students will perform calculations with different variables from calculations demonstrated in the lecture. |
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教科書・テキスト
Textbook | | 教科書は指定しないが、適宜講義資料を配付する
Although the textbook is not specified, lecture notes will be given as necessary. |
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参考書
Reference Book | | Cosmic Rays and Particle Physics, Thomas K. Gaisser, Cambridge University Press
Particle Astrophysics, Donald Perkins, Oxford University Press
Astroparticle Physics, Claus Grupen, Springer
Introduction to High Energy Physics, Donald Perkins, Cambridge University Press
Experimental Techniques in High-Energy Nuclear and Particle Physics, Thomas Ferbel, World Scientifi
Semiconductor Radiation Detectors, Gerhard Lutz, Springer
Semiconductor Detector Systems (Semiconductor Science and Technology), Helmuth Spieler, Oxford University Press |
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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) | | 2回に1回程度の頻度でレポート課題を提示するので、期日までにレポートとして提出すること。
Report subject will be given at a frequency of approximately every two lectures. The report should be submitted by the given deadline. |
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注意事項
Notice for Students | | | This lecture will be 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 | | 他学科学生は担当教員に相談して下さい。
Students from different divisions and departments need to consult the lecturer in advance. |
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レベル
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キーワード
Keyword | | |
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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. | | 原則として対面で実施する。
In principle, the lectures are given in person. |
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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) | | 遠隔授業の場合はTeamsで実施する。講義の内容は予め配布する。
Online lectures may be given via Teams. Lecture note is provided beforehand. |
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