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素粒子物理学における標準模型（Standard Model）は、我々の宇宙で観測し得る最小構成単位である物質粒子や力の振る舞いなどを、高精度で予言することができる理論体系である。このモデルは、重力を除く３つの力（電磁気力、弱い力、強い力）を統一的に記述できるゲージ理論であり、2012年7月のヒッグス粒子の発見によりその完成度が高まった。対称性という数学的理論の美しさと、その自発的な破れ、この２つのキーワードを通して標準模型は質量の起源にも迫ることができる。一方で宇宙観測から明らかになった暗黒物質や暗黒エネルギーは、標準模型には含まれていない。現在稼働中の国際的な大型加速器実験からの制限も加え、今後、我々の知らない新しい物理学が、標準模型の拡張（Beyond the Standard Model）にも関わっていることを触れる。本講義では、この標準模型の基礎について解説する。
経路積分は、量子論の重要な基本的な考え方の一つで、量子場の理論や、その統計力学との関連を理解する際などで、欠くことのできない道具になっています。この講義では少数自由度の量子力学を対象に、経路積分の基礎を扱います。必要事項の復習ののち、経路積分の定義と通常の量子力学の定式化(シュレーディンガー方程式)との等価性を議論し、それをつかって統計力学との関係を簡単な場合に考えます。その後、いわゆる位相空間での経路積分をつかってもう一度通常の量子力学との等価性を議論したのち、電磁場中の粒子の量子論を経路積分をつかって考えてみます。電磁気学はいわゆるゲージ理論の最も簡単な場合と見なすことができます。この最後の部分では、Aharonov-Bohm効果, magnetic monopole, Berry位相といった「ゲージ理論らしい」興味深い現象についてできるだけ触れる予定です。
素粒子物理学における標準模型（Standard Model）は、我々の宇宙で観測し得る最小構成単位である物質粒子や力の振る舞いなどを、高精度で予言することができる理論体系である。このモデルは、重力を除く３つの力（電磁気力、弱い力、強い力）を統一的に記述できるゲージ理論であり、2012年7月のヒッグス粒子の発見によりその完成度が高まった。対称性という数学的理論の美しさと、その自発的な破れ、この２つのキーワードを通して標準模型は質量の起源にも迫ることができる。一方で宇宙観測から明らかになった暗黒物質や暗黒エネルギーは、標準模型には含まれていない。現在稼働中の国際的な大型加速器実験からの制限も加え、今後、我々の知らない新しい物理学が、標準模型の拡張（Beyond the Standard Model）にも関わっていることを触れる。本講義では、この標準模型の基礎について解説する。
その創成から既に１００年近く経つ量子力学は、現代では科学技術を支える最大の基盤となっており、また２１世紀の量子情報科学のリソースとして期待されるなど、その重要性がますます大きくなっている。それにも拘わらず、アインシュタインとボーアの論争などで知られるように、量子力学においては物理量の実在性や量子状態や測定過程に関する根幹的な疑問が多く残されたままになっており、現在でもこれらの基本的概念の統一的な解釈が存在しない。この講義では、量子力学とはいったいどのような学問かを知るために、その理論的体系を整理して述べ、その上で量子力学の基本的概念の問題点を明るみに出すEPRパラドックス、コッヘン・スペッカー定理、ベル不等式について解説する。さらに、これらを通して明らかになる量子物理量の局所実在性の破れや、波動と粒子の２重性の意味について議論し、最近、このような問題へのアプローチとして提案されている波動関数の解釈や、新しい量子物理量としての弱値について説明を加えたい。
物性物理学は通常、物質の構成、格子振動、金属電子論、半導体と光物性、誘電的性質、超伝導、磁性のような分類でまとめられている。これらの基本的考えをすべて理解した上で、新物質の解明にチャレンジすることが大切である。重い電子系の物理を意識しつつ、物性物理学を全般的に学ぶ。黒板での講義なのでノートを持参すること。講義日程は、4/24 より毎週水、木の1限目に予定している。（4/24, 4/25, 5/8, 5/9, 5/22, 5/23, 5/29）
一般的な物性物理学の教科書の内容が理解できるようになること
出席とレポートで評価する。毎回基本となるレポートを出題し、次回講義までに提出してもらう。
授業登録の際に配布する授業案内に示す URL より，テキストをダウンロードすること。それを教科書として用いる。事前に予習しておくように。
レポートを通して、授業内容を改めて考える。
平日12:00 〜 13:00（理学部本館 A107）
onuki.yoshichika_at_gmail.com（_at_ を＠に変えてください）
※初回講義は4月24日（水）6時限目・A311ゼミ室に集合
一般相対性理論は重力の理論です。リーマン幾何の基礎とテンソル計算の手順を手ほどきします。
簡単なテンソル計算ができること。一般相対性理論の考え方が理解できること。Einsteinの重力場の方程式の最も簡単な解き方（シュバルツシルトの解）理解できること。
レポートを課しその内容で評価する。
テンソル計算は復習すること。
物理的内容に数式がどう対応しているか考察すること。じっくりと考えると相当大きな力になります。
講義終了後教室にて
量子エンタングルメントは、量子力学に特有な（非局所)相関である。この概念はアインシュタイン、シュレーディンガーらによって発見され、量子力学の奇妙さを浮き彫りにした。近年、量子エンタングルメントを情報とみなし、積極的に用いることで 従来とは全く異なる原理で動く計算機（量子コンピューター）が作れることが分かり、盛んに研究されている。この研究分野は量子情報理論と呼ばれている。 本講義で量子情報理論の基礎について解説する。必要な量子力学の知識を復習したあと、量子エンタングルメントとその応用（EPRの議論、Bellの不等式、量子テレポーテーション）について説明する。次に量子計算とは何かを説明し、最後に具体的な量子アルゴリズムについて触れる。
IBMQ（https://quantumexperience.ng.bluemix.net/qx/editor）を用いて実際に量子コンピューターを動かすことが出来るようになること。
レポートによる。
