エネルギービーム応用工学(Energy Beam Applications and Quantum/Relativistic Mechanics)

Students will engage in an interactive seminar based on J. J. Sakurai’s "Modern Quantum Mechanics" (English edition, provided on loan). Each participant will take turns presenting assigned sections, fostering a deep and active understanding of quantum mechanics—an essential foundation for quantum beam science as well as optical and quantum technologies.
本講義では、J. J. サクライ『現代の量子力学』（英語版・貸与）を用いた輪講形式で進めます。受講生自身が担当箇所を発表・解説することで、量子ビーム技術や光・量子技術の重要な基盤である量子力学を、主体的に理解することを目指します。

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授業計画

1 • Fundamental Concepts 1.1 The Stern-Gerlach Experiment 1.2 Kets, Bras, and Operators 1.3 Base Kets and Matrix Representations 1.4 Measurements, Observables, and the Uncertainty Relations 1.5 Change of Basis 1.6 Position, Momentum, and Translation 1.7 Wave Functions in Position and Momentum Space 2 • Quantum Dynamics 2.1 Time-Evolution and the Schrödinger Equation 2.2 The Schrödinger Versus the Heisenberg Picture 2.3 Simple Harmonic Oscillator 2.4 Schrödinger's Wave Equation 3 • Theory of Angular Momentum 3.1 Rotations and Angular-Momentum Commutation Relations 3.2 Spin Systems and Finite Rotations 3.3 SO(3), SU(2), and Euler Rotations 3.4 Density Operators and Pure Versus Mixed Ensembles 3.5 Eigenvalues and Eigenstates of Angular Momentum 3.6 Orbital Angular Momentum 3.7 Schrödinger's Equation for Central Potentials 3.8 Addition of Angular Momenta 第1 章基礎概念　1.1 シュテルン-ゲルラッハの実験　1.2 ケット, ブラと演算子　1.3 基底ケットと行列表現　1.4 測定, 観測可能量および不確定性関係　1.5 基底の変更　1.6 位置, 運動量と平行移動　1.7 位置および運動量空間における波動関数第2章量子ダイナミックス　2.1 時間発展とシュレーディンガー方程式　2.2 シュレーディンガー表示とハイゼンベルク表示　2.3 調和振動子　2.4 シュレーディンガーの波動方程式第3 章角運動量の理論　3.1 回転と角運動量の交換関係　3.2 スピン1/2の系と有限回転　3.3 SO(3), SU(2) およびオイラーの回転　3.4 密度演算子と純粋ならびに混合アンサンブル　3.5 角運動量の固有値と固有状態　3.6 軌道角運動量　3.7 中心力ポテンシャルの場合のシュレーディンガー方程式　3.8 角運動量の合成