物质科学概论II

物質科学概論II

素粒子物理学の研究現場自然認識の発展放射線計測学など実際的な側面計算機、加速器科学の発展電弱相互作用強い相互作用まとめhttp://natsci.kyokyo-u.ac.jp/~takasimahttp://natsci.kyokyo-u.ac.jp/~ryuichihttp://atlas.kek.jp1/13/20231物質科学概論ＩＩ高嶋隆一自然認識の発展電子の発見１８９７年の確定原子の大きさ1/13/20232物質科学概論ＩＩ高嶋隆一放射能の発見、原子核と原子モデルベクレル、キュリー原子核の発見1/13/20233物質科学概論ＩＩ高嶋隆一放射線計測学など実際的な側面１高速荷電粒子が通過するとき、電場の作用で電子が跳ね飛ばされる。エネルギー損失量ベーテ･ブロッホの式、Ｈ１４年村山卒論半導体検出器の開発ＳＳＣ用検出器開発ー＞１９９２年計画ストップＣＤＦ検出器用ＳＶＸＩＩ開発ＡＴＬＡＳ実験用ＳＣＴ開発1/13/20234物質科学概論ＩＩ高嶋隆一浜松ホトニクスでのＣＤＦ、ＳＶＸＩＩシリコン飛跡検出器製作ミクロンレベルでの位置ぎめ1/13/20235物質科学概論ＩＩ高嶋隆一1/13/20236物質科学概論ＩＩ高嶋隆一1/13/20237物質科学概論ＩＩ高嶋隆一1/13/20238物質科学概論ＩＩ高嶋隆一放射線計測学など実際的な側面２光電子増倍管、チェレンコフ発光、蛍光物質の研究ＫＯＰＩＯ、河内、村山卒論光子計数ワイヤーチェンバー，ガイガー管電離で発生した電子を高い電場でガス増幅Ｘ線計測など医学応用もマイクロストリップガスカウンター、ＣＥＲＮ1/13/20239物質科学概論ＩＩ高嶋隆一計算機、加速器科学の発展ハードウエアの進化微細表面加工技術による、トランジスタ(スイッチ別名ゲート)の大規模集積技術の発達ソフトウエア技術の進化ＨＤＬによるハードウエアの自動設計構造化言語による読みやすいプログラムＯＯ技術による再利用可能なプログラム体系Ｃ＋＋やＪＡＶＡの利用ライブラリの動的なローディングなどの新しいプログラミング技術の利用山田洋平卒論1/13/202310物質科学概論ＩＩ高嶋隆一SCTGeometryBasedonNovadata1/13/202311物質科学概論ＩＩ高嶋隆一加速器科学の発展テレビのブラウン管の巨大なものコッククロフトウォルトン加速器、バンデグラーフ静電加速器サイクロトロンの発明、原子核の転換シンクロトロンの発明高周波加速空洞と双極電磁石を並べる４極電磁石による強収束蓄積リングによる衝突型加速器の発明反陽子、陽電子の蓄積リング双極電磁石の超伝導化線形衝突型加速器の開発1/13/202312物質科学概論ＩＩ高嶋隆一1/13/202313物質科学概論ＩＩ高嶋隆一電弱相互作用１自然認識の基本原子の世界は確率論的に記述される。ー＞量子論等速運動する系はすべて同等ー＞相対論科学研究は人間の知のフロンティアーを広げる作業ビッグバン宇宙論とエネルギーから物質への転化自然界に働く力重力、電磁力、弱い力、強い力弱い力とはベータ崩壊、太陽のｐ－ｐ反応研究を進めると、電磁相互作用と似ているようだ電弱相互作用への統一理論の形成1/13/202314物質科学概論ＩＩ高嶋隆一電弱相互作用２量子電磁気学とは粒子の電荷と質量、プランク定数と光速度がすべて波動方程式から、場の理論へ粒子の生成と消滅を取り扱う相対論的量子波動場の理論シュウインガー、ファインマン、朝永の繰り込み理論便利なファインマンダイアグラムで物理過程の頻度計算教科書はBjorken&Drell、パリティ物理「素粒子物理」理科教育的には「光と物質の不思議な理論」ファインマン仮説実験授業的アプローチ、なんでそうなるかを考える光の性質の不思議無限の到達距離、偏光局所ゲージ変換に対する不変性を持つ理論1/13/202315物質科学概論ＩＩ高嶋隆一電弱相互作用３弱い力とはクォーク、レプトンの種類の転換荷電をもった媒介粒子、中性のものもある（Ｗ、Ｚ）弱い相互作用で電子はニュートリノに転換する性質ニュートリノは地球をほとんど突き抜ける左巻きに粒子は作られる（パリティ非保存）長寿命中性Ｋ中間子のＣＰ非保存（物質優勢の世界）３世代クォーク混合仮説によるＣＰ非保存理論ＳＵ(２)ＸＵ(１)ゲージ理論モデルワインバーグとサラムが理論を作ったトフーフトが繰り込み可能性を計算機で証明？ヒッグス場を使う、電弱統一理論点状粒子を扱う場の理論は発散の困難が伴う紐のような性質の導入(超弦理論）超対称性（ボーズ粒子には対のフェルミ粒子が存在する）1/13/202316物質科学概論ＩＩ高嶋隆一強い相互作用核子を結びつける力はとても強い質量が１パーセント軽くなる。質量エネルギーは巨大な量。最初はパイ中間子の交換によるものと考えられた原子核のように陽子と中性子を結びつけるのはパイ中間子の役割（強い相互作用一部）クォーク仮説が実証されていくにつれて、新たな媒介粒子と相互作用を考えるー＞グルーオンとＳＵ（３）ゲージ理論の提唱1/13/202317物質科学概論ＩＩ高嶋隆一まとめ２００７年開始のＬＨＣ、アトラス実験に参加している。弱い相互作用、質量の起源超対称