大学院
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最終更新日：2025年4月1日
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低温物理学
低温物理学
Low temperature physics
量子液体が低温で示す超流動現象をボース粒子系とフェルミ粒子系それぞれについて解説する。また、量子固体における核磁性を説明する。主に液体および固体ヘリウムを題材とするが、適宜、相転移や電子系超伝導の基礎も織り交ぜながら論ずる。他の学問分野にも通ずる凝縮系物理学の基礎概念を習得する。
We discuss superfluidity in quantum fluids of Bosons and Fermions and nuclear magnetism in quantum solids. Major topics in this course will be low temperature properties of liquid and solid helium. In addition, basic properties of phase transition and electronic superconductivity will also be discussed. Students will be able to acquire fundamental concepts in condensed matter physics which are applicable to other disciplines.
We discuss superfluidity in quantum fluids of Bosons and Fermions and nuclear magnetism in quantum solids. Major topics in this course will be low temperature properties of liquid and solid helium. In addition, basic properties of phase transition and electronic superconductivity will also be discussed. Students will be able to acquire fundamental concepts in condensed matter physics which are applicable to other disciplines.
時間割／共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
35603-0037
GSC-PH6C45L2
低温物理学
村川 智
水曜3限
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講義使用言語
日本語/英語
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
可
開講所属
理学系研究科
授業計画
1．量子液体と量子統計性
2．ボース・アインシュタイン凝縮と超流動現象
3．液体ヘリウム4のラムダ転移と２流体模型
4．巨視的量子コヒーレンスと位相欠陥（量子渦）
5．超流動ヘリウム4の素励起と微視的理論
6．コスタリッツ−サウレス転移
7．フェルミ気体論
8．フェルミ液体論
9．超伝導の基本的性質
10．BCS理論
11．超流動ヘリウム３の物理的性質
12．超流動ヘリウム３のスピンの運動
13．超流動ヘリウム３の秩序変数の集団励起と織目構造
14．量子固体の磁性〜スピン競合と多体交換相互作用～
1. Quantum liquids and quantum statistics
2. Bose-Einstein condensation and superfluidity
3. Lambda transition in liquid helium-4 and two-fluid model
4. Macroscopic quantum coherence and topological defects
5. Elementary excitations and microscopic theories for superfluid helium-4
6. Kosterlitz-Thouless transition
7. Fermi gas theory
8. Fermi liquid theory
9. Superconductivity: fundamental properties
10. BCS theory
11. Physical properties of superfluid helium 3
12. Spin dynamics of superfluid helium 3
13. Collective modes and textures of order parameters of superfluid helium 3
14. Magnetism of quantum solids –spin frustration and many-body exchange interactions
授業の方法
基本的には対面の講義で行います
On-cite Lecture
成績評価方法
レポート
Report
教科書
C. Enss and S. Hunklinger, "Low-Temperature Physics" (Springer-Verlag, Berlin-Heiderberg, 2005).
参考書
特に後半で
1. D. Vollhardt and P. Wőlfle, "The Superfluid Phases of Helium 3" (Dover Publications, Mineola, 2013).
2. E. R. Dobbs, "Helium Three" (Oxford university press, Oxford, 2000).
履修上の注意
特に無し
Nothing
