国立大学法人 東京工業大学

講義の概要とねらい

ハドロンは強い相互作用をする粒子の総称で、バリオンと中間子に大別される。現在我々が直接観測できる宇宙の質量はそのほとんどがハドロンによるものである。授業ではハドロンを構成するクォークについて説明し、その対称性によりバリオンと中間子の分類を行う。強い相互作用の理論である量子色力学においてグル―オンの果たす役割を説明し、高エネルギー反応におけるパートンと構造関数を説明する。ハドロンの弱い相互作用を電弱相互作用の標準模型の中に位置づけ、対称性の破れを説明する。ハドロンの質量の起源やクォーク・グル―オン・プラズマについても解説する。

この講義のねらいは、現在の宇宙を構成するハドロン、およびその基礎となっているクォークとグルーオンについて学生が理解し、強い相互作用の理論である量子色力学を習得することである。ハドロンの物理がどのような実験によって解明されてきたかを理解することも講義のねらいである。

到達目標

【到達目標】本講義を履修することによりハドロンの物理の基本を理解することを目標とする。強い相互作用の特徴、クォークに基づいたハドロンの記述、量子色力学の特徴を理解できるようになることが到達目標である。

【テーマ】強い相互作用、クォークのフレーバー、世代、クォーク模型とそれによるハドロンの記述、ストレンジクォークとハイペロン、グル―オン、弾性散乱と深非弾性散乱、構造関数、パートン模型、弱い相互作用、質量の起源、クォークグル―オンプラズマ等をテーマとする。

キーワード

強い相互作用、クォーク、フレーバー、世代、中間子、バリオン、ハイペロン、グルーオン、パートン模型、弱い相互作用、質量の起源、ストレンジクォーク、ハイペロン、クォーク・グルーオン・プラズマ

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

授業の進め方

要点を黒板で説明する。具体的な問題も扱う。

授業計画・課題

教科書

特になし

参考書、講義資料等

「素粒子・原子核物理入門」（B.ポッフ、K.リーツ、C.ショルツ、F.サッチャ著、柴田利明訳、丸善）

成績評価の基準及び方法

試験、授業中の議論への参加、およびレポートによる

関連する科目

• PHY.F350 ： 原子核物理学
• PHY.F437 ： 原子核物理学発展
• PHY.F351 ： 素粒子物理学
• PHY.F436 ： 素粒子物理学発展

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

量子力学を学んであること。