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講義詳細

素粒子原子核物理

最近の高エネルギー実験の概説と基礎知識を講義した後、最新の実験、理論のトピックスを専門家が解説した。

講義内容
  • 計算機を使った素粒子研究
  • 大強度陽子加速器計画(J-PARC)の概要
  • シンクロトロンとビーム衝突型加速器
  • 超対称性
  • LHC-ATLAS実験

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高エネルギーレプトン反応

電子・陽電子衝突実験の基礎を講義した後、代表的な衝突実験の論文を輪講した。

講義内容
  • 素粒子物理の基礎(Lorentz変換など)
  • 検出器の基礎
  • QEDの基礎
  • e+ e- → μ+ μ- の衝突断面積の計算

などを講義した後、

  • TOPAZ実験: e+ e- → μ+ μ- のForward-Backward asymmetryの測定
  • TASSO実験: 3-jet eventとグルーオンの発見
  • BELLE実験: B → J/ψ K
  • 崩壊によるCP対称性の破れ
  • ALEPH実験: Higgs 粒子の探索

の輪講を行なった。なお、各回の講義には必ず課題を出し、次回に提出することを求めた。

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ハドロン分光学

下記のレクチャーノートの輪講を通して、CP対称性が破れる様々な場合を解説した。

読むだけではなく計算等を各自に行ってもらうことで、内容の理解を深めた。

講義内容

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粒子測定原理

テキストの輪講を通して測定器原理の概説を行なった。

講義内容

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測定器システム設計

素粒子物理の発展のキ-となった実験を実験装置設計の視点からとらえ直すことを目的として、以下の原論文の検討を行った。

講義内容
  1. 泡箱 オメガマイナス粒子の発見
    “Observation of a Hyperon with Strangeness Minus Three”
  2. K中間子崩壊によるCP対称性の破れの発見
    “Evidence for the 2 π decay of the K0_2 meson”
  3. ニュートリノのフレーバーの発見
    “Observation of High-Energy Neutrino Reactions and the Existence of Two Kinds of Neutrinos”
  4. J/ψ 粒子の発見 (固定標的実験)
    “Experimental Observation of a Heavy Particle J”
  5. タウ粒子の発見
    “Evidence for Anomalous Lepton Production in e+e- Annihilation”
  6. 大気ニュートリノ振動の発見
    “Evidence for Oscillation of Atmospheric Neutrinos”

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粒子検出器

さらに、外国で行われている実験(FNAL-CDF, CERN-NA48)の装置構成について、それぞれの実験の出身者に解説をして頂いた。

講義内容
  • 次世代高エネルギー衝突型加速器実験では、終状態を基本粒子のレベルで再構成し、あたかも素過程のファイマン図を見るように様々な素粒子反応を調べることが目標となる。

    そのために必要なバーテックス検出器、飛跡検出器、カロリメターなどの主要測定器の動作や、それらからの情報を統合し素粒子反応を再構成する方法、特にParticle Flow Algorithm(PFA)について、Geant4 に基づく測定器シミュレータを使った実習を通して理解を深めた。

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粒子計測回路概論I

放射線検出器の動作原理とエレクトロニクス(シグナルプロセッシング、トランジスタ、回路)などについて講義した。

講義内容
  1. 放射線検出器の動作原理
  2. シグナルプロセッシング
    • フロントエンドエレクトロニクスの機能と考え方
    • バックエンドエレクトロニクスの機能と考え方
  3. トランジスタ
    • バイポーラトランジスタの動作原理とその定量化
    • CMOSトランジスタの動作とその定量化
  4. 機能ブロックとしての回路
    • 製作技法
    • LSI、ハイブリッドIC、ボード製作
    • オペアンプとその周辺
    • アナログデジタルミックス回路

特に光電子増倍管の応用について、具体的な実験の特別セミナーを行った。

  • SuperKamiokande 実験
  • ICE CUBE ニュートリノ実験
  • 宇宙線シャワー観測の現在と将来
  • C2GT ニュートリノ実験

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粒子計測回路概論II

アナログ集積回路の設計に関して講義した。

講義内容

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統計データ処理

実験データの統計処理の手法について、実例を交えて講義した。

この講義の一部は、客員教授としてKEKに滞在されたLouis Lyons氏(Oxford)により英語で行われました。

講義内容
  • “Practical Statistics Lectures for Physicists”
    This course emphasises practical aspects of using Statistics to deriveresults from experimental data in an efficient manner. Many examples areused to illustrate the ideas. The first couple of lectures should beunderstandable by students with little experience of Statistics, and willprobably be too elementary for post-docs and faculty. The later ones may beof interest to other members of the Institute as well.There will be plenty of opportunity for discussion.
    Problem sets will be distributed.

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最終更新日:2010/03/15