後期 金曜日 ２講時. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員/Instructor : 古城 徹. 学期/Semester: 後期. 開講年度/Year: 2024. 科目ナンバリング/Course code/number: SPH-PNP515B. 使用言語/Language Used in Course: ２カ国語以上.
量子基礎物理学講座
原子核理論特論
Nuclear Theory
Nuclear Theory
Advanced Nuclear Theory
量子色力学（QCD)の基礎を確認し、QCDの観点からハドロンのスペクトルや構造を議論する。
次にハドロンを熱することで作られる高温QCD密度、
あるいは原子核を圧縮することで生成される高密度QCDの物理について概観する。
極限状況下におけるQCD物質は、
宇宙初期のクォーク・グルーオン・プラズマや、
中性子星の物理に現れ、
理論・実験・観測のあらゆる方向から調べられている。
講義の前半のQCDの基礎については、
重要な概念である漸近的自由性、カイラル対称性の自発的破れと南部・ゴールドストンボソンの力学、
そしてクォークの閉じ込めについて議論する。
後半は高温・高密度領域のQCD物性について議論するが、
履修者の反応を見ながらトピックを適宜選択する予定である。
修士１年目の学生を主な聴講者として念頭に置いているので、
あまり込み入った計算や技術的側面には立ち入らず、
物理的・現象論的に重要な概念を明らかにすることに時間を使う。
ただ理論の構造を理解するうえで必要となる計算については、
具体的計算例を紹介する。
In this lecture we begin with reviewing the basic concepts of quantum chromodynamics (QCD), and discuss the physics (spectra and structure) of hadrons from microscopic perspectives. Then we discuss QCD in extreme conditions, such as hot QCD matter created by heating hadrons, and dense QCD matter made of highly compressed nuclei. The extreme matters in QCD are intensively studied by the interplay of theories, experiments, and observations.
In the first half of the lectures we review important concepts of QCD; asymptotic freedom, spontaneous chiral symmetry breaking and the dynamics of the Nambu-Goldstone boson, and quark confinement. In the latter half, we discuss the hot and dense QCD.
The topics will be chosen after checking the preference of the audiences.
The main target is the freshman of the master course.
This course will not treat detailed and technical calculations;
we instead spend time to focus on the physical and phenomenological aspects of QCD.
But if some calculations are crucial to understand the structure of the theory,
some typical calculations will be explicitly performed.
QCDの基礎的性質を理解し、
それが関わる物理（クォーク・グルーオン・プラズマや中性子星の物理など）について
全体像が持てるようになること。
To understand the basic concepts of QCD and to overview the physics related to QCD dynamics
including the physics of a quark-gluon-plasma and neutron stars.
前半：QCDの基礎（計７回程度）
ハドロン現象論、漸近的自由性、カイラル対称性の自発的破れと南部・ゴールドストンボソンの力学、クォークの閉じ込め。
後半：極限状況下のQCD（計７回程度）
高温QCDとクォーク・グルーオン・プラズマ。
高密度QCD、核物質、クォーク物質、カラー超電導の物理、
quarkyonic matter, 中性子星の現象論と最近の進展。
part I) Basics of QCD (about 7 lectures)
hadron phenomenology, asymptotic freedom, chiral symmetry breaking and the dynamics of the Nambu-Goldstone bosons, quark confinement.
part II) QCD in extreme conditions
Hot QCD and quark-gluon-plasma.
Dense QCD: nuclear matter, quark matter, color-superconductivity, quarkyonic matter, neutron star phenomenology and recent progress
レポート
Based on reports
講義中に適宜参考文献を知らせる
References are notified during lectures
講義ノート等の予習・復習、それぞれ一時間程度。
Preview and review of lecture notes, about one hour for each