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Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
この科目では Google Classroom を使用して、講義資料を発信します．
低温における基礎物性の振る舞いや、代表的な低温物理現象である超伝導の特徴について講義する。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
In this course, students will understand the basic physical properties of solids, especially superconductors, at low temperatures.
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
この科目では Google Classroom を使用して、講義資料を発信します．
１．目的
低温での基礎物性のふるまいを理解し，低温における際立った量子現象である超伝導の概要を学ぶ．
２．概要
量子力学、熱力学、統計力学を駆使して，低温物性，超伝導の性質およびその物理的な考え方を学ぶ．
３．達成目標等
・超伝導の性質とその物理的な考え方を理解する．
・物性物理学に共通する物理的なものの見方を習得する．
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
1. Objective
To understand the behavior of basic physical properties at low temperatures and to learn about superconductivity, a prominent quantum phenomenon at low temperatures.
2. Outline
Students will learn the properties of low temperature properties and superconductivity and their physical concepts by making full use of quantum mechanics, thermodynamics, and statistical mechanics.
3. Objectives
To understand the properties of superconductivity and its physical concepts.
To acquire the physical viewpoint common to condensed matter physics.
固体電子論(結晶構造、フォノン、自由電子、バンド構造など)の基礎を復習し、金属・半導体・超伝導体における電子論や、光電子分光などの電子状態を観測する実験手法について学習する。さらに、凝縮系物理学における最近のトピックスである、トポロジカル絶縁体、高温超伝導体、原子層物質などにおいて発現する様々な特異物性と、その背後にある電子構造との関連について理解する。
We revisit the basics of condensed-matter physics such as crystal structure, free electrons, and energy band structure, and learn electron dynamics of metals, semiconductors, and superconductors. We also study basic principle of key experimental techniques to prove electronic structure, such as photoelectron spectroscopy. Unusual physical properties of topological insulator, high-temperature superconductor, and atomic-layer materials, and their relationship with underlying electronic states will be introduced.
磁性及び超伝導は、物質中の電子が織りなす集団的な量子現象であり、いずれもその本質は電子の相互作用にある。この授業では、磁性と超伝導の基礎について微視的、巨視的な観点から解説し、物質中の電子の振舞いがいかにして物性を決定づけているかを学ぶ。
Magnetism and superconductivity are collective quantum phenomena of electrons in materials, and their essence lies in the interaction of electrons. In this course, basic concepts of magnetism and superconductivity will be explained from both microscopic and macroscopic perspectives, and students will learn how the behavior of electrons in matter determines their physical properties.
Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
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授業にはGoogle Classroomを利用
１，目的
実用超伝導材料の基本概念と超伝導マグネットの原理を理解する。
２，概要
実用超伝導材料に関連する基礎物性について学び，これを踏まえた電磁現象を理解することで，実用超伝導材料に必要な機能を学習する。最終的にその実用例としての超伝導マグネットについて，その仕組みを理解する。
３，達成目標等
a. 超伝導が専門でない学生は，超伝導材料や応用機器の仕組みを理解して使うことができる。
b. 超伝導が専門の学生は，応用に必要な機能を理解して研究を推進することができる。
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https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
Google Classroom will be used
1. Objective
The objective is to understand the basics of practical superconducting materials and magnet.
2. Summary
This course covers the basic properties of superconductors,related to the practical superconducting cables. At last part of the course, the principle of superconducting magnets are learned as the example of superconducting applications.
3. Goal
a. For studens who's speciallity is not superconductivity, they can operate superconducting applications such as superocnducting magnets with deep undestand of those principle.
b. a. For studens who's speciallity is superconductivity, they can sudy with a deep undestand of functions of practical superconducting materials.
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学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
様々な物質で発現する物性物理現象について、理解を深めることを目的とする。
２．概要
金属や誘電体、磁性体、超伝導体等において発現する多彩な物理現象や
秩序状態、電場・磁場に対する応答、その微視的機構について解説する。
３．達成目標等
種々の物質の具体的な物性物理現象を理解すること。
連絡や資料掲載など必要に応じ、Google Classroomを利用する。
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the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
1. Objective
To understand physical phenomena emerged in various materials.
2. Outline
We will study the various physical phenomena, ordered states, electric/magnetic responses, and their microscopic mechanisms in metals, dielectrics, magnets, and superconductors.
3. Learning objective
To understand the physical properties of many kinds of materials.
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π電子系として知られる分子性物質は，d電子系，f電子系である無機化合物と並んで固体電子物性の標準的な研究対象として認識されている．その基礎として，しばしば100 個を超える原子が単位胞に存在する結晶構造の複雑さとは裏腹に，出発点となる電子構造が簡単な強束縛近似で表され単純である．一方で，強相関電子系としての強い電子間相互作用や電子－格子相互作用の効果が合わさることで多様な電子物性や磁気的性質が出現する．本授業では，分子が構成要素となった固体である分子性物質，とくに電気伝導性を示す分子性導体を既習の固体電子論のモデル物質として取り上げ，その電子物性と関連する磁性現象について学び，理解を深める．さらにいくつかの研究トピックスを紹介し，その物理的な意味と重要性を学ぶ．
なお2023年度開講の磁気物理学特論－分子性物質の電子的・磁気的物性－と重複する内容を含むため，2023年度磁気物理学特論受講者は履修においては留意すること．
This course covers the electronic and magnetic properties with strongly correlated nature in the molecular materials. A series of molecular conductors is regarded as one of the strongly correlated electrons system. This course provides an overview of the electronic and magnetic properties observed in molecular materials as a model system in the text book of the solid state physics. Based on the general consideration studied in the first half of the course, several research topics on the intriguing electronic and magnetic phenomena which are actively studied at present are explained for understanding the physical meaning and importance in the condensed matter physics.
Note that this course in 2024 includes overlaps with Advanced Magnetic Physics -Electronic and Magnetic Properties of Molecular Materials-, which will be offered in 2023, so students taking Advanced Magnetic Physics in 2023 should be aware of this.
原子核、素粒子、物性、地球物理、天文の各領域における最新の話題を題材に、基礎物理の解説も交えて、初級者に、現代の「物理科学」の全貌を紹介する。授業は、物理学科、宇宙地球物理学科（天文コース、地球物理コース）から１３名の講師が週替わりで担当する。
This course provides an overview of modern physical science. Thirteen lecturers in the Department of Physics, Department of Geophysics, and Department of Astronomy cover a wide area of physics including nuclear physics, particle physics, condensed matter physics, earth science, and astronomy.
光と物質の相互作用において、光の強度が十分に弱い場合、物質の光に対する応答は、光強度には依存しない。太陽光や蛍光灯の下での物質の色や光沢は、このような「線形応答」の枠内で理解できる。しかし、レーザー光のようなの高い電場強度をもつ光に対しては、光電場の二次以上に比例する分極の効果が現れる。本講義では、非線形吸収や高調波発生(第二高調波発生、光整流)などの非線形光学効果の基本的な事項について学習する。さらに、近年のアト秒科学（2023年度ノーベル物理学賞）に至る超短パルスレーザー技術の発展は、光のエネルギーによって物質の温度が上昇する（あるいは熱によって物質は損傷する）遥か以前に、物質に強電場を印加することを可能にした。こうした最先端の光技術によって実現した、”非熱意的な”高エネルギー状態は、物質科学の研究を新たなフェーズに移行させつつある。ここでは、量子物質（超伝導体などの電子の量子効果や量子多体効果が支配する物質）の光・テラヘルツ制御（光誘起相転移、高次高調波発生、光強電場効果）についても紹介する。
In light-matter interactions, the response of a material to light is independent of light intensity if the light intensity is weak. The color and gloss of materials under the sun can be understood within the framework of such a 'linear response'. However, for light with a high electric field intensity, such as laser light, light-induced polarizations are proportional to more than the second order of the optical electric field. In this lecture, the basic topics of non-linear optical effects such as non-linear absorption and harmonic generation (second harmonic generation, optical rectification) will be studied. Furthermore, recent developments in ultrashort pulsed laser technology leading to attosecond science (Nobel Prize in Physics 2023) have made it possible to apply a strong electric field to materials before the temperature of the matter is increased by the energy of light (or the materials is damaged by heat). These 'non-thermal' high-energy states, made possible by state-of-the-art light technology, are moving materials science research into a new phase. Here, the optical (or terahertz field) control of quantum matter (photoinduced phase transitions, higher harmonic generation and photo-intense electric field effects) in quantum matter (matter dominated by quantum effects of electrons and quantum many-body effects, such as superconductors) will also be presented.
原子核、素粒子、物性、地球物理、天文の各領域における最新の話題を題材に、基礎物理の解説も交えて、初級者に、現代の「物理科学」の全貌を紹介する。授業は、物理学科、宇宙地球物理学科（天文コース、地球物理コース）から１３名の講師が週替わりで担当する。
This course provides an overview of modern physical science. Thirteen lecturers in the Department of Physics, Department of Geophysics, and Department of Astronomy cover a wide area of physics including nuclear physics, particle physics, condensed matter physics, earth science, and astronomy.