先進理工学専攻 集中講義 2026

増田亮先生(弘前大学)
Advanced Engineering Physics, FY2026
シ ラバス 


日程 
8月17日(月) 2限〜4限
8月18日(火) 2限〜4限
8月19日(水) 2限〜4限
8月20日(木) 2限〜4限
8月21日(金) 2限〜4限

場所:

授業 内容
<主題>
日本には、シンクロトロン放射光を始めとする様々な量子ビームの施設がたくさんあります。世界にも類を見ないくらいです。量子ビームと聞くと原子 核や素粒子物理学かと思われるかもしれませんが、実は超伝導や磁性と言った物性での利用も盛んにおこなわれています。2024年の4月には、物質 の詳細な性質を研究するための最先端の放射光施設として、3GeV高輝度放射光施設 NanoTerasuが運用開始になっています。
 本講義では、そのような量子ビームの物性実験のバックボーンにある装置達の物理=仕組みを学びます。放射光のメスバウアー分光法と呼ばれる、原 子核と物性の境界領域にある手法を主な例に取り上げ、それにまつわる量子ビーム実験の要素、光源、光学系、試料、検出器等について講義します。こ れら要素の仕組みについて理解すると共に、とくに試料周りについて実際に適切な条件を計算できるようになることが目標です。

Japan has many facilities for various quantum beams, including synchrotron radiation, more than almost any countries in the world. When you hear the term "quantum beam", you may think of nuclear or particle physics. However, quantum beams are also widely used in condensed matter research, such as studies of superconductivity and magnetism. In April 2024, the 3 GeV high-brilliance synchrotron radiation facility, NanoTerasu began operation to investigate the detailed properties of materials.

In this course, you will study the physics?that is, the operating principles?of the instruments that form the backbone of experiments using such quantum beams. As a main example, we will focus on synchrotron-radiation-based Mossbauer spectroscopy, a technique that lies at the boundary between nuclear physics and condensed-matter physics. Through this example, the course will cover the key components of quantum-beam experiments, that is, light sources, optics, samples, and detectors. The goal is to understand the principles behind these components as well as to be able to calculate appropriate experimental conditions of samples actually.

<内容>
第1回 目的と概要: 放射光のメスバウアー分光法の紹介
第2回 光源(1) X線の発生
第3回 光源(2) 放射光発生の工夫
第4回 光源(3) その他の量子ビームの発生
第5回 X線光学系
第6回 試料(1) X線と物質の相互作用: 散乱断面積
第7回 試料(2) X線と物質の相互作用: エネルギーによる違い
第8回 試料(3) X線と物質の相互作用: X線吸収
第9回 試料(4) 荷電粒子と物質の相互作用
第10回 試料(5) X線と原子核の相互作用: 原子核の準位
第11回 試料(6) X線と原子核の相互作用: 超微細相互作用
第12回 試料(7) X線と原子核の相互作用: メスバウアー効果
第13回 試料(8) 「普通」でない環境の物質
第14回 X線検出器
第15回 実験の誤差

1. Overview: Introduction of synchrotron-radiation-based Mossbauer spectroscopy
2. Light source (1) Generation of X-rays
3. Light source (2) Generation of synchrotron radiation
4. Light source (3) Generation of other quantum beams
5. X-ray optics
6. Sample (1) Interaction of X-rays with matter: cross section
7. Sample (2) Interaction of X-rays with matter: difference by X-ray energy
8. Sample (3) Interaction of X-rays with matter: X-ray absorption
9. Sample (4) Interaction of charged particles with matter
10. Sample (5) Interaction of X-rays with nuclei: levels in a nucleus
11. Sample (6) Interaction of X-rays with nuclei: hyperfine interactions
12. Sample (7) Interaction of X-rays with nuclei: Mossbauer effect
13. Sample (8) Materials under "unusual" conditions
14. X-ray detectors
15. Experimental errors




戻る