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物質階層融合科学特殊講義BⅢ / Forefront of flavor physics and experimental particle physics using muon

前期集中 その他 連講. 単位数/Credit(s): 1. 担当教員/Instructor : 理学部非常勤講師. 学期/Semester: 前期集中. 開講年度/Year: 2024. 科目ナンバリング/Course code/number: SPH-SCI723.

所属講座等

高エネルギー加速器研究機構 素粒子原子核研究所

授業題目

フレーバー物理の最前線とミューオンを用いた素粒子実験

Course Title

Forefront of flavor physics and experimental particle physics using muon

授業の目的と概要

この講義では、素粒子標準模型を超える物理法則の必要性と、未知の素粒子物理現象の研究を通して素粒子標準理論がどのように拡張されるべきであるか、特にフレーバー物理の観点から概観します。その一例として、ミューオンに焦点を当て、異常磁気能率(g-2)および電気双極子能率(EDM)の精密計算と精密測定、荷電レプトン数非保存過程の破れの探索などについて基礎的な解説します。最後に、ミューオンを用いた素粒子実験の将来、またその技術の様々な分野への応用可能性について解説します。

Purpose/Abstract

This lecture contains an overview of the need for physical laws that go beyond the standard model of particle physics and how the standard model should be extended through research on new particle physics phenomena, especially from the perspective of flavor physics. As an example, the lecture focuses on muons, and provides basic explanations on precise calculations and measurements of anomalous magnetic moment (g-2) and electric dipole moment (EDM), and the search for violation of charged lepton flavor. Finally, the future prospect of particle experiments using muons and the potential applications of this technology to various fields are discussed.

学習の到達目標

○なぜ素粒子標準模型を超える物理法則が必要なのか理解する。
○素粒子のフレーバーを用いた研究に関する基礎知識を習得する。
○素粒子(特にミューオン)の基本的性質に関する知識を修得する。
○異常磁気能率(g-2)および電気双極子能率(EDM)に関する基礎知識を習得する。
○ミューオン荷電レプトン数非保存過程の破れ探索に関する基礎知識を習得する。

Goal

○Understand why we need physical laws that go beyond the standard model of particle physics.
○Learn basic knowledge about research using flavors of elementary particles.
○Acquire knowledge about the basic properties of elementary particles (especially muons).
○Learn basic knowledge about anomalous magnetic moment (g-2) and electric dipole moment (EDM).
○Learn basic knowledge about searches for lepton flavor violating processes.

授業内容・方法と進度予定

・授業の方法
スライドを中心に授業を進める。必要に応じて、黒板を用いた詳細説明や質疑応答を行う。

・日程
以下の内容を解説する。ただし、必ずしもこの順序になるとは限らない。
1.現代素粒子物理学の未解決問題とフレーバー物理
2.素粒子のスピンと双極子能率
3.量子効果と双極子能率
4. ミューオンの基本的性質
5.電気双極子能率の探索
6.異常磁気能率の精密測定
7.荷電レプトン数非保存過程の探索
8.将来計画と波及研究

Contentsandprogressscheduleofthe class

The lecture is given by slides. As needed, detailed explanations and answers to questions are given by using the blackboard.

The following contents are explained. However,the order of topics might change.
1. Unsolved problems in particle physics and role of flavor
2. Spin and dipole moments of elementary particles
3. Quantum effects and dipole moments
4. Basic properties of muons
5. Search for electric dipole moments
6. Precise measurement of anomalous magnetic moments
7. Search for charged lepton flavor violating processes
8. Future planning and ripple research

成績評価方法

毎回の講義中の質疑による理解度の確認を行う。講義の内容に沿った課題を設定し、受講者がその課題に関するレポートを作成する。これらによって、講義内容の理解度を判断し、成績を評価する。

Grading

The level of understanding will be checked through questions and answers during each lecture. Assignments are given according to the content of the lecture. Students write reports on the assignments.Grades will be evaluated based on these information.

教科書および参考書

教科書は使用しない。参考文献は講義の初めに紹介する。

Books required/referenced

We don't use text book. References will be given at the beginning of the lecture.

授業時間外学習

なし

Preparation and review

N/A

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