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最終更新日:2024年4月22日

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場の量子論I

物理学で広範に用いられる場の量子論の基本的枠組みを具体的な計算練習を交えながら解説する。特に場の量子論Iでは正準量子化によって相対論的スカラー場、Dirac場、ベクトル場を扱う方法を学ぶ。繰り込み等、摂動展開の基本を中心に解説し、時間があれば現代的な話題にも触れていきたい。
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時間割/共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
0515070
FSC-PH4150L1
場の量子論I
福嶋 健二
S1 S2
月曜2限
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講義使用言語
日本語
単位
2
実務経験のある教員による授業科目
NO
他学部履修
開講所属
理学部
授業計画
以下の内容を扱う。進度によって適宜、内容を補足したり、詳細を省くこともある。 以下は昨年扱った内容の項目。 1. Introduction 1.1. Analogy from a classical field theory 1.2. Symmetries and the Noether currents 2. Fields 2.1. Lorentz group 2.2. Poincare group 2.2. Scalar, spinor, vector 3. Quantization 3.1. Many-body problem 3.2. scalar field theory 3.3. Discrete symmetries of the scalar field 4. Interaction 4.1. Interacting scalar theory 4.2. Reaction Rates 4.3. Vacuum in the interaction representation 5. Calculus 5.1. Generating functional 5.2. Feynman propagator 5.3. Perturbation in the phi4 theory 5.4. Self-energy and 1PI graphs 5.5. Ultraviolet divergence 5.6. Renormalized perturbation theory 6. Dirac fields 6.1. Dirac equation and free spinor basis 6.2. Discrete symmetries of fermions 6.3. Anti-commutation relation 6.4. Time-ordered product and the Dirac propagator 6.5. Constrained systems 6.6. Dirac's quantization method 7. Vector fields 7.1. Polarization vectors 7.2. Feynman rules in QED 7.3. Compton scattering 8. Applications 8.1. Nambu-Jona-Lasinio model 8.2. Origin of the mass 8.3. Schwinger model (1+1D QED) 8.4. Chiral anomaly 9. Advanced topics 9.1. Non-Abelian gauge theory 9.2. Asymptotic freedom 9.3. Spinor helicity formalism
授業の方法
スライドと板書を用いた対面による講義を日本語で行う。
成績評価方法
期末レポートによる。
教科書
講義の中で紹介する。
参考書
講義の中で紹介するが、講義を聴講するだけで内容が理解できるよう、解説するので、参考書は準備しなくても構わない。
履修上の注意
量子力学(第二量子化)と(特殊)相対論の知識を前提とする。簡単な復習は講義のなかで適宜補足するが、系統的な学習は一通り済んでいるものとする。