授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN) | | | 超伝導と磁性は、物性物理学の中心的な研究テーマの一つであり、特に相転移現象や量子現象は、物質から宇宙に至るまで多くの研究者を魅了してきた。本講義では、電磁気学、量子力学、統計力学の初歩的な知識を基礎として、超伝導と磁性の基本概念について講述する。さらに、最新の研究成果にも触れながら、物質が示す多彩な性質とその背後にある物理を学ぶことで、物性物理学に対する理解を深めることを目的とする。 |
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授業の目的 【英語】
Goals of the Course | | Superconductivity and magnetism are among the central topics in condensed matter physics.
In particular, phase transitions and quantum phenomena have continued to fascinate researchers in a wide range of fields, from the physics of materials to cosmology.
In this course, the fundamental concepts of superconductivity and magnetism are introduced based on elementary knowledge of electromagnetism, quantum mechanics, and statistical mechanics.
Students will deepen their understanding of condensed matter physics by exploring recent advances in these fields, the diverse properties of materials and the physics underlying these properties. |
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到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN)) | | | 超伝導と磁性に関する物理現象を学び、物性物理学を俯瞰的に理解する能力を修得する。 |
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到達目標 【英語】
Objectives of the Course | | | By the end of this course, students will be able to develop a broad perspective on condensed matter physics through the study of physical phenomena related to superconductivity and magnetism. |
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授業の内容や構成
Course Content / Plan | | 講義の進捗状況に応じて、下記のトピックスから重要なものを選択して講義を進めます。物理的なイメージを重視し、直感的に理解できるように心がけます。また、超伝導や磁性が現代社会でどのように利用されているかについても言及します。
（１）超伝導の特徴的性質・様々な超伝導物質（Characteristic properties of
superconductivity; Various superconducting materials）
（２）第Ⅰ種超伝導体と第Ⅱ種超伝導体・ボーズ-アインシュタイン凝縮（Type I and
type II superconductors; Bose-Einstein condensation）
（３）二流体モデルとロンドン方程式（Two-fluid model and London equations）
（４）磁束の量子化、超伝導量子干渉計（Magnetic flux quantization;
Superconducting quantum interference device (SQUID)）
（５）相転移と秩序パラメーター・ギンツブルク-ランダウ方程式 ・磁束格子（
Phase transitions and order parameters; Ginzburg–Landau (GL) equation;
Vortex lattice）
（６）BCS理論：基底状態（BCS theory: ground state）
（７）BCS理論：素励起（BCS theory: elementary excitation）
（８）磁気秩序と交換相互作用（Magnetic ordering and exchange interaction）
（９）超交換相互作用と二重交換相互作用（Superexchange interaction and double exchange interaction）
（１０）Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya interaction）
（１１）スピン配列の一般論（Spin arrangement）
（１２）分子場理論とその改良法（Molecular field theory and beyond）
（１３）長距離秩序とMermin-Wagnerの定理（Long-range ordering and the Mermin-Wagner theorem）
（１４）スピン波とその相互作用（Spin waves and their interactions）
（１５）磁性と超伝導に関する物理現象のまとめ（Summary of physical phenomena in magnetism and superconductivity） |
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履修条件
Course Prerequisites | | 履修条件は要さない。 但し、履修には学部レベルの電磁気学、熱・統計物理学、量子力学を習得していること。
No prerequisites are required. However, students are expected to have undergraduate-level knowledge of electrodynamics, thermodynamics and statistical mechanics, and quantum mechanics. |
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関連する科目
Related Courses | | 物性物理学I、 物性物理学II、電磁気学、量子力学、統計物理学
condensed matter physics I, condensed matter physics II, electrodynamics, quantum mechanics, and statistical physics |
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「履修取り下げ届」提出の要・不要
Necessity / Unnecessity to submit "Course Withdrawal Request Form" | | |
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履修取り下げの条件等
Conditions for Course Withdrawal | | |
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成績評価の方法と基準
Course Evaluation Method and Criteria | | 評価方法 各講義における取組状況、レポートよって総合的に評価する。100点満点で60点以上を合格要件とする。
評価基準 基本的な概念や用語を正しく理解していることを合格の基準とする。
Assessment will be based on students’ engagement in each lecture and their submitted reports.
A score of 60 points or higher out of 100 is required to pass.
The criterion for passing is a correct understanding of basic concepts and terminology. |
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不可(F)と欠席(W)の基準
Criteria for "Fail (F)" & "Absent (W)" grades | | | レポートの提出が一度もないときのみ「欠席」とする。 |
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参考書
Reference Book | | 家 泰弘 超伝導 (朝倉書店)
ISBN：978-4-254-13725-5
M. Tinkham: Introduction to Superconductivity (Dover)
ISBN: 978-0486435039
小口武彦 磁性体の統計理論 (Statistical Theory of Magnetism) (裳華房)
ISBN：978-4785323127
J. S. Smart, Effective field theories of magnetism (W. B. Saunders)
ISBN: 978-1124092225
K. Yoshida, Theory of Magnetism (Springer)
ISBN: 978-3540606512 |
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教科書・テキスト
Textbook | | 教科書は指定しないが、必要に応じて講義資料を配付する
No specific textbook is required. Lecture materials will be provided as necessary. |
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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) | | 授業では前回の授業内容を元に講義が進むため、十分に復習をしておくこと。
Since each lecture builds on the material covered in the previous class, students are expected to review the previous material thoroughly. |
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注意事項
Notice for Students | | | 本講座は、学部講義「物性物理学Ⅲ」との共通講座である。従って、「物性物理学Ⅲ」の単位を取得済みの場合、大学院の課程で「物性物理学特論３」の単位として取得することはできない点に留意すること。 |
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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 for Other department student's attendance | | 講義室に収容可能な人数である限り、聴講可能とする。
As long as the number of people that can be accommodated in the lecture room is sufficient, it will be possible to attend. |
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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. | | 対面授業。履修登録後に授業形態等に変更がある場合には、TACTの授業サイトで案内します。
Face-to-face class. If there is a change in the class format after registering for the course, we will inform you on the TACT class site. |
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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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