物性物理学I・IIの内容を受けて，最先端の物性研究への橋渡しを意識した内容のリレー講義。３人の教員が４回づつを受け持つ。

磁性・電気伝導性・熱容量といった固体が示すマクロな性質は、周期的に並んだ結晶格子の状態とその格子上を動き回る電子の状態を知ることで、定性的に理解することができる。本講義では、結晶格子と電子の状態を知るための基礎となる、回折現象や格子振動、自由電子モデルや初等的バンド理論を理解することを目指す。また、この講義に続く固体物理第２，３，４の入門を兼ねる。

ディスプレイに使われる液晶や食品に含まれるゲル、我々自身を含む生物は、共通して柔らかな（ソフト）性質を持つ。こうしたソフトな物質を構成する高分子やタンパク質などを、一般にソフトマターと呼ぶ。本講義では、ソフトマターが示す多様な相転移や物性を物理的に理解するための理論的枠組みについて解説する。またソフトマターは我々の身の周りに多く存在することから、その理論を適応可能な実例とその限界について紹介する、というスタイルで講義を進める。 講義の前半では、はじめに高分子(棒状/紐状分子)や高分子集合体である膜の物性について、その変形や力の釣り合い(Young-Laplace則)、弾性的性質、座屈現象について学ぶ。これらは、例えば液滴や泡などの安定性や、生物細胞の形態やDNAの折り畳みなどを考えるときに重要な要素となる。続いて液晶を取り上げる。液晶とは、細⻑い高分子が同じ向きに揃っている状態(相)であり、相転移によって現れる。液晶を用いたディスプレイの動作原理の背後には、フレデリクス転移という現象がある。これらの転移現象を、系の対称性や熱力学に基づいて理解することで、ソフトマターの基本的な考え方を学ぶ。 講義の後半では、相転移・相分離の物理を議論する。我々の身の回りでは、水が氷になるなど、様々な一次相転移（不連続な相変化）が起こっている。講義の前半で学ぶ液晶の配向相転移もその一例である。一次相転移による系の変化は、時間的に一瞬で終わるものではなく（水は一瞬では氷にならない）、実際には徐々に新しい相が形成されてゆく。この過程で相がドメイン構造をなし、魅力的なパターンが出現する。この講義では、統計力学の初歩的な知識から出発して、この相転移・相分離の動力学過程がいかに物理的に理解されるかを解説する。その後、水や高分子溶液の液体－固相転移、高分子混合系や近年注目されている細胞質の液液相分離などを例に、こうした物理的枠組みが適応できる領域と、できないが故に解決すべき課題について紹介する。

Statistics and biometrics have emerged as crucial disciplines not only in agricultural sciences but also in various other fields. This significance is primarily attributed to three factors: Firstly, advancements in data measurement techniques have facilitated the collection of extensive and diverse biological and agronomic data that were previously unattainable. Secondly, the evolution of data science methodologies has enabled the integration and modeling of such collected data. Thirdly, the enhancement of computational capabilities has empowered the utilization of these methodologies. These advancements have rendered statistical and biometric methods indispensable for extracting insights from the vast and varied biological and agronomic datasets. Throughout this lecture series, a diverse array of biological and agronomic datasets will serve as illustrative examples to demonstrate various analytical methods. Delivered in a hands-on format, utilizing R, Python, and Matlab, the aim is to equip students with practical analysis skills. The initial portion of the course, spanning the first one-third, will focus primarily on techniques for summarizing, visualizing, and modeling relationships within multivariate datasets. In the subsequent one-third, students will delve into linear models, linear mixed models, local regression, and nonlinear models. Finally, in the last segment, students will explore image analysis, machine learning, and deep learning methods. While the course will cover a broad spectrum of methods, ranging from introductory to advanced levels, the emphasis will be on developing the capability to independently conduct analyses rather than on elaborating on the theoretical underpinnings of the methods.

The purpose of the course is to introduce fundamentals on road traffic flow science and traffic engineering including traffic flow fundamentals, queuing theory, highway capacity and geometric design/network design, intersection control, Intelligent Transport Systems and its applications.

本講義では前期課程で学んだMaxwell方程式から出発し、主に電磁波の伝播、放射、散乱について学ぶ。講義の前半ではマクスウェル方程式を自在に扱うためのベクトル解析の習熟に重点を置き、電磁波の伝播および物質中のマクスウェル方程式を学ぶ。後半では特殊相対性理論を概観し、マクスウェル方程式がローレンツ不変であること、およびマクスウェル方程式の４元ポテンシャル表現を紹介する。また、ローレンツモデルを基に、物質と電磁場の相互作用の基礎を学ぶ。

量子力学IIの内容を既知とし、より進んだ量子力学の内容を学ぶ。まず基本事項を総括し、その後、以下の3つの課題を中心に必要な内容を補足しながら講義を進める。学期末には、これらの課題を自力で解決できることを目標とする。各課題に対して具体的な問題を提示し、その解決過程を通じて重要事項を解説する。 課題1: 量子ダイナミクス 時間依存の2状態系のハミルトニアンを厳密解法や近似解法など多角的に用いて解き、そこから得られる物理的意味を理解する。関連して、2状態系の応用、断熱近似、ベリー位相などを扱う。 課題2: 光と物質の相互作用 水素原子の励起状態の寿命を計算する力を養う。関連として、時間依存摂動論や電磁場の量子論を学ぶ。 課題3: 量子力学における対称性 1次元束縛状態に縮退がない理由、2次元で縮退が可能になる理由を対称性の観点から説明できるようにする。関連して、対称性と保存則、量子力学と群論の関係を学ぶ。

This course aims to cultivate internationally competitive young researchers equipped with literacy and competency to become future leaders in industry and academia. The course deals with multidisciplinary application skills and the in-depth research in specialized fields so that students accomplish the ability to work in a broader spectrum and apply one’s skills to a multidisciplinary setting. The topics of the course include medical and biomedical robotics, medical high-tech industries, disease prevention, health care system, science technology and industrial policy, energy technology, and health security and community resilience.

広く産学官にわたってグローバルに活躍するために必要な「俯瞰力」を養成することを目指す。物質科学の各分野について最先端の知識を修得し、自分の専門分野と周辺分野がどのように関連するか、あるいはし得るか、について深く考察するために、第一線で活躍する講師の方々にその分野の最前線を概観していただく。さらに、それらの講義を通して異分野間のコミュニケーションを円滑に進めるための具体的方法論を学ぶ。 This survey course is designed to enable students to develop the broad perspective that is required of global leaders working in and across industry, academia, and government. Students will gain knowledge and insight on advancements in each field of materials science research, given by leading researchers working on the frontline in those fields. This will allow students to consider how peripheral fields are related to their own area of expertise, and to consider the potential for forging bridges between related fields in the future. In addition, students will learn specific methodologies designed to facilitate smooth communication among different disciplines.

さまざまな物性の理解ための基本的概念であるバンドの考え方と，電子のダイナミクスに関して，物性物理学I（３年夏学期）の内容を受けて講義する。統合自然科学科の物性物理関連の講義の中核をなす講義であると同時に，大学院で初めて物性物理を学ぶ学生にとっては，物性物理の導入に相当する講義である。量子力学I,IIや物性物理学Iを理解していることが望ましいが，そうでなくとも講義に参加できるように配慮する。