開講学期 Course Start	2014年度 後期
授業区分 Regular or Intensive	週間授業
対象学科 Department	生産システム工学系専攻
対象学年 Year	1
必修・選択 Mandatory or Elective	選択
授業方法 Lecture or Seminar	講義 Lecture
授業科目名 Course Title	低温物理学
授業科目名(英語) Course Title	[授業科目名(英語)]
単位数 Number of Credits	1
担当教員 Lecturer	柴山義行
教員室番号 Office	K210
連絡先(Tel) Telephone	0143-46-5612
連絡先(E-mail) E-mail	yshibaya@mmm.muroran-it.ac.jp
オフィスアワー Office Hour	火曜日 14:00〜16:00 他の時間帯での質問etcも大歓迎ですので，お互い都合のよい時間帯をe-mail等で打ち合わせしましょう． Tuesday 14:00-16:00 I hope your appointment by e-mail.
授業のねらい Learning Objectives	皆さんは熱力学の講義で，「巨視的な数の原子・分子から構成される物質の状態やその性質(物性)は，各原子・分子のその瞬間の座標や速度といった微視的で莫大な数の物理量から決まるのではなく，温度や圧力，電場，磁場など，極めて少数の巨視的な物理量によって決定される」ということを学んできたと思います．この中で最も重要な物理量の1つに「温度」があります．物質を低温環境下に置くことで，高温では乱雑な熱運動のために覆い隠されていたその物質本来の性質が発現するようになります．本講義では量子力学・熱統計力学を基に，低温環境下に現れる特徴的な量子現象について理解を深めることを目的とします． In class of thermodynamics, you have learned that properties of condensed matter are subjected by macroscopic physical quantities such as temperature, pressure, magnetic field, and so on. Temperature is one of the most important macroscopic physical quantities. Fundamental properties of condensed matter, which disappear at high temperatures because of thermal motion, emerge at low temperatures. In this class, characteristic quantum phenomena observed at low temperatures are discussed based on quantum mechanics and statistical mechanics.
到達度目標 Outcomes Measured By:	1. 周期ポテンシャル中の電子の電子状態，バンド構造を理解している． 2. 1粒子状態，及び粒子間相互作用について理解している． 3. 低次元系の特徴について理解している． 4. Fermi粒子系とBose粒子系の特徴について理解している． 1. To understand the electronic bandstructure of solids. 2. To understand one-electron state and strongly correlated electron system. 3. To understand character of low-dimensional electron systems. 4. To understand character of fermionic and bosonic systems.
授業計画 Course Schedule	1週目：一電子近似と電子相関 2週目：一電子近似と電子相関 3週目：低次元電子系 4週目：低次元電子系 5週目：固体中の電子以外のFermi粒子系 6週目：Bose粒子系とBose-Einstein凝縮 7週目：量子流体と量子固体 8週目：復習とまとめ No. 1: Nearly-free-electron approximation and strongly correlated electron system No. 2: Nearly-free-electron approximation and strongly correlated electron system No. 3: Low-dimensional electron systems No. 4: Low-dimensional electron systems No. 5: Fermion systems excluding electrons in solid No. 6: Boson systems and Bose-Einstein Condensation No. 7: Quantum fluid and solid No. 8: Review of the class
教科書 Required Text	特定の教科書は使用しません． No text book.
参考書 Required Materials	斯波弘行，『固体の電子論』（パリティ物理学コース），丸善，東京，1996．(ISBN978-4621041352) # J. M. Siman，『固体物性論の基礎』（山下次郎，長谷川彰 訳），第2版，丸善，東京，1998．(ISBN978-4621043837) # G. Gr?ner，『低次元物性と密度波』（村田恵三，鹿児島誠一 訳），丸善，東京，1999．(ISBN978-4621045626) # C. Enss and S. Hunklinger, ”Low-temperature Physics”, Springer, Berlin, 2010. (ISBN978-3-642-06216-2) # 近角聡信，『低温』（実験物理学講座15），共立出版，東京，1974．# 小林俊一，大塚洋一，『低温技術』（物理工学実験7），第2版，東京大学出版会，東京，1987．(ISBN978-4130630429)
教科書・参考書に関する備考	特定の教科書は使用しません． No text book.
成績評価方法 Grading Guidelines	100点満点中60点以上が合格点です．レポートにより評価を行います． The score of each student is evaluated by reports. A grade of more than 60 is accepted for a credit.
履修上の注意 Please Note	レポート評価点に関わらず，講義に全く出席しなかった方は単位を取得することは出来ません． 全8回の講義の中で，1回以上講義内容に関する質問をした場合， または私からの質問に答えた場合(合っているか間違っているかは問わない)を 出席とカウントします(講義時間外の質問etcはノーカウント)． In order to acquire the credit of this course, I demand an attendance at the class. I check your attendance when you question me on the contents of class during the class or you respond to my question during the class.
教員メッセージ Message from Lecturer	『履修上の注意』にも掲げましたが，大学院の講義ですので，学部の講義とは異なり，より積極的に講義に参加する態度を要求します． I hope you tackle the course actively. 『低温物理学』とはその名の通り，非常に低い温度で現れる物質の(量子)現象を研究する学問であり，その研究対象，現れる現象は極めて多岐にわたっています．しかし一方でその根底には『巨視的量子現象』という普遍的な概念が存在します． 低温で現れる物性の『個性』と『普遍性』という両方の側面を理解し皆さんの研究に役立ててください． Low-temperature physics is a study on quantum phenomena emerging at low temperatures. Various research subjects and physical phenomena relate with low-temperature physics. And the various phenomena strongly correlate with a universal concept called macroscopic quantum phenomenon. I hope you learn the variety and universality of condensed matter physics at low temperatures.
学習・教育目標との対応 Learning and Educational Policy
関連科目 Associated Courses	振動・波動論，量子力学，熱・統計力学，物性物理学，低温工学に関する基礎的な知識があると講義の理解が深まるでしょう．取り扱う内容によってはより高度な知識が必要になる場合がありますが，その時には講義中に復習を行います． quantum mechanics, statistical and thermal physics, fundamental theory of solids, and cryogenic engineering.
備考 Remarks	この授業は日本語で行います． This subject will be taught in Japanese.