先日、陣内修・渡邊靖志 共著、「素粒子物理入門 改訂版 基本概念から最先端まで」、培風館、2023 を写経のような形で勉強して最後まで読み終えた。素粒子物理学入門が終わったので、次は、素粒子物理学を勉強しよう。ということで、川村嘉春 著、「物理学レクチャーコース 素粒子物理学」、裳華房、2024 で勉強しようと思う。はしがきと学び方で、覚えておきたいことがあったので、書いておく。1年弱前も同じようなことを書いているが、もう少しグレードアップ。というか、前回はすぐ挫折したようですね。今回は、素粒子物理入門を読み終えたので、レベルアップしていることを期待して、リベンジしようと思う。
物理学の分野
基礎的な分野：
力学、電磁気学、熱力学、統計力学、量子力学、相対性理論、物理数学など。
専門的な分野：
素粒子物理学、原子核物理学、物性物理学、宇宙物理学など。
素粒子物理学
素粒子の運動や相互作用に関する原理や法則を探究する学問。
この本では、「相互作用」と「対称性」に注目。
具体的には、
3つの相互作用（電磁相互作用、強い相互作用、弱い相互作用）を軸に、対称性をバックグラウンドにして、「素粒子の標準模型」を理解することを目標。
一般相対性理論 ⇒ 「アインシュタイン方程式」を理解することが求められる。
⇒ 「テンソル解析」と「微分幾何学」（リーマン幾何学）という数学の知識が必須。
素粒子の標準模型 ⇒ 「標準模型の基本式」を理解することが求められる。
⇒ 数学：「テンソル解析」と「群論」、物理：「場の量子論」という知識が必須。
素粒子物理学をより深く理解するために必要なもの
特殊相対性理論と場の量子論
①素粒子は場の演算子で記述される
②スカラー粒子は、クライン – ゴルドン方程式に従う
③電子は、ディラック方程式に従う
④素粒子の間の相互作用は、相互作用ハミルトニアン密度や相互作用ラグランジアン密度により記述される
素粒子物理学ガイドマップ
基盤編
①素粒子の世界 ⇒ ②特殊相対性理論、③量子力学 ⇒ ④場の量子論（Ⅰ）～自由場～、⑤場の量子場（Ⅱ）～相互作用～ ⇒ ⑥量子電磁力学 ⇒ ⑦対称性と対称性の自発的破れ。⑧ゲージ理論
応用編
⑨量子色力学、⑩電弱理論 ⇒ ⑪素粒子の標準模型 ⇒ ⑫素粒子の宇宙 ⇒ ⑬標準理論を越えて、⑭超弦理論、⑮量子異常とその周辺
おわりに
上記の道標を頭にいれて、今度は挫折することなく、勉強していきたいと思います。
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