授業科目の目的・目標・履修条件について
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授業科目の目的(日本語)
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2025年は Wenerr Heisenbergらが量子力学の数学的な定式化を行ってから100年たったことを記念し、量子力学の中で発展していったコンセプトを中心に講義をしていき、量子力学の現在にも残っている未解決問題を共有しながら理解を深めることを目的とする。ただし、相対論的量子力学や場の量子論におけるコンセプトの発展に関しては今回の授業では対象としない。
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授業科目の目的(英語)
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The year 2025 marks the 100th anniversary of Werner Heisenberg's mathematical formulation of quantum mechanics. This course will focus on the concepts that have developed within quantum mechanics, with the aim of deepening understanding by sharing the unsolved problems that remain in quantum mechanics today. However, the development of concepts in relativistic quantum mechanics and quantum field theory will not be covered in this course.
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キーワード
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量子状態 / 2重スリット実験 / Aharonov-Bohm 効果 / 相補性原理 / 量子光子
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※
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学位プログラムの学修目標
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授業科目の到達目標(評価の観点)
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主
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いくつかの歴史的具体例をもとに量子力学の基礎的な問題について、その考えのもととなった思考実験や実験に関して知識を得る。具体的な物理の問題を通じて発展してきた量子力学の基礎的なコンセプトと考え方を習得する。
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左記の内容を達成する。
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従
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※学修目標と授業科目の結びつきの強さ
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カリキュラム・マップ
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ルーブリック
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授業科目の実施方法について
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授業の方法
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教授・学習法
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遠隔授業
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Moodleコース情報
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使用する教材
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教材の配布方法
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テキスト
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参考書等
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基本的には講義中に紹介する Asher Peres, Quantum Theory: Concepts and Methods (Springer Dordrecht, 2002) Yakir Aharonov and Daniel Rohrlich, Quantum Paradoxes: Quantum Theory for the Perplexed (WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2005) 鹿野豊, 数理科学 61 (12), 24 - 25 (2023)
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授業計画
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授業計画は予定であり、学びの進捗に合わせて変更することがあります。 1単位あたりの学修時間(45時間)の内訳(目安) (講義・演習の場合)授業内学修15時間、事前・事後学修30時間 (実験、実習および実技の場合)授業内学修30~45時間、事前・事後学修0~15時間
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授業のテーマ
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授業の内容(90分授業=2時間)
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事前/事後学修の内容
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1
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講義1
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[量子状態の記述の仕方] Mermin 魔方陣
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復習
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2
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講義2
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密度演算子 / No-Cloning 定理 / 量子テレポーテーション
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復習
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3
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講義3
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Pusey–Barrett–Rudolph 定理
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復習
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4
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講義4
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[2重スリットの実験] 光子の裁判と不確定性関係
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復習
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5
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講義5
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Aharonov-Bohm 効果
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復習
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6
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講義6
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Englert–Greenberger–Yasin 双対関係
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復習
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7
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講義7
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[単一光子] 伝令付き単一光子
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復習
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8
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講義8
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何故、星空が見えるのか?
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復習
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備考
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授業科目の成績評価の方法について
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レポート
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授業中に示された問題または自分自身で検討した量子力学に関連している具体的な問題を立案し、それを解く。決して解けることが重要なのではなく(もちろん解けたら良いが)、どうしてこの問題を立案したかの過程や問題を解いてみようという過程をレポートにまとめること。
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授業科目に関する学習相談について
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担当教員による学習相談
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合理的配慮について
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障害(難病・慢性疾患含む)があり、通常の方法による授業を受けることが困難な場合には、教育目的の本質的な変更など過重な負担を伴わない限り、合理的配慮を受けることができます。合理的配慮とは、教授・学習法の変更、成績評価の方法の変更、授業情報の保障(資料の字幕化、個別の資料配布、録音・撮影の許可)、受講環境の調整などを指します。実際の方法については担当教員と建設的対話を行った上で決定されます。 <相談窓口> キャンパスライフ・健康支援センター インクルージョン支援推進室(伊都地区センター1号館1階) (電話:092-802-5859 E-mail:inclusion@chc.kyushu-u.ac.jp)
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修学上の合理的配慮の流れに関する部局HP
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