基本法則から読み解く物理学最前線

監修:須藤彰三・岡 真
 近年の物理学は著しく発展しています。私たちの住む宇宙の歴史と構造の解明も進んできました。また,私たちの身近にある最先端の科学技術の多くは物理学によって基礎づけられています。このように,人類に夢を与え,社会の基盤を支えている最先端の物理学の研究内容は,高校・大学で学んだ物理の知識だけではすぐには理解できないのではないでしょうか。
 そこで本シリーズでは,大学初年度で学ぶ程度の物理の知識をもとに,基本法則から始めて,物理概念の発展を追いながら最新の研究成果を読み解きます。それぞれのテーマは研究成果が生まれる現場に立ち会って,新しい概念を創りだした最前線の研究者が丁寧に解説しています。日本語で書かれているので,初学者にも読みやすくなっています。
 はじめに,この研究で何を知りたいのかを明確に示してあります。つまり,執筆した研究者の興味,研究を行った動機,そして目的が書いてあります。そこには,発展の鍵となる新しい概念や実験技術があります。次に,基本法則から最前線の研究に至るまでの考え方の発展過程を“飛び石”のように各ステップを提示して,研究の流れがわかるようにしました。読者は,自分の学んだ基礎知識と結び付けながら研究の発展過程を追うことができます。それを基に,テーマとなっている研究内容を紹介しています。最後に,この研究がどのような人類の夢につながっていく可能性があるかをまとめています。
 私たちは,一歩一歩丁寧に概念を理解していけば,誰でも最前線の研究を理解することができると考えています。このシリーズは,大学入学から間もない学生には,「いま学んでいることがどのように発展していくのか?」という問いへの答えを示します。さらに,大学で基礎を学んだ大学院生・社会人には,「自分の興味や知識を発展して,最前線の研究テーマにおける“自然のしくみ”を理解するにはどのようにしたらよいのか?」という問いにも答えると考えます。
 物理の世界は奥が深く,また楽しいものです。読者の皆さまも本シリーズを通じてぜひ,その深遠なる世界を楽しんでください。

スピン流とトポロジカル絶縁体―量子物性とスピントロニクスの発展― 

  • ISBN:978-4-320-03521-8
  • 判型/ページ数:A5 / 176ページ
  • 発行年月:2014年02月
  • 本体価格:2,000円

スピントロニクスは人気のある分野であるが,いままで学部学生をも対象とした入門書は少なかった。 本書は学部3年程度で習う基礎物理のみを仮定したスピントロニクスの入門書である。 また,スピントロニクス・・・

スピン流とトポロジカル絶縁体 書影
スピン流とトポロジカル絶縁体

マルチフェロイクス―物質中の電磁気学の新展開― 

  • ISBN:978-4-320-03522-5
  • 判型/ページ数:A5 / 160ページ
  • 発行年月:2014年02月
  • 本体価格:2,000円

 電磁気学は完成した学問であると考えられているが,現在,物質中の電気と磁気の結合が大きな注目を集め,改めて基礎研究が行われている。特に,「マルチフェロイクス」と総称される一連の物質群の中では,マクスウ・・・

マルチフェロイクス 書影
マルチフェロイクス

クォーク・グルーオン・プラズマの物理―実験室で再現する宇宙の始まり― 

  • ISBN:978-4-320-03523-2
  • 判型/ページ数:A5 / 196ページ
  • 発行年月:2014年04月
  • 本体価格:2,000円

 宇宙初期に存在していた超高温物質QGPが最近実験的に作り出せるようになった。このQGPについて,実験の最新成果を含めて詳しく解説している。  本書は,QGPが人工的に作れるようになってからの日本語・・・

クォーク・グルーオン・プラズマの物理 書影
クォーク・グルーオン・プラズマの物理

大規模構造の宇宙論―宇宙に生まれた絶妙な多様性― 

  • ISBN:978-4-320-03524-9
  • 判型/ページ数:A5 / 194ページ
  • 発行年月:2014年12月
  • 本体価格:2,000円

 なぜ宇宙は人々を惹きつけてやまないのか?  宇宙とは何かという,この世の中でももっとも根源的な部類に属する問題に取り組む宇宙論の研究は,現在,目覚ましい発展を遂げているさなかにある。その原動力とな・・・

大規模構造の宇宙論 書影
大規模構造の宇宙論

フラーレン・ナノチューブ・グラフェンの科学―ナノカーボンの世界― 

  • ISBN:978-4-320-03525-6
  • 判型/ページ数:A5 / 180ページ
  • 発行年月:2015年01月
  • 本体価格:2,000円

 21世紀はカーボンの時代といわれている。シリコンにかわる半導体材料として,耐熱性のある強度材料として,炭素繊維(カーボンファイバー)など炭素材料は最先端科学や産業の中で大きな役割を担ってきた。さらに・・・

フラーレン・ナノチューブ・グラフェンの科学 書影
フラーレン・ナノチューブ・グラフェンの科学

惑星形成の物理―太陽系と系外惑星系の形成論入門― 

  • ISBN:978-4-320-03526-3
  • 判型/ページ数:A5 / 142ページ
  • 発行年月:2015年03月
  • 本体価格:2,000円

 人類が知る最初の系外惑星が1990年代半ばに発見されて以来20年,人類が見つけた系外惑星の数はいまや2,000個に迫ろうとしている。そうした系外惑星の中には太陽系惑星に似たものもあれば,大きく異なる・・・

惑星形成の物理 書影
惑星形成の物理

LHCの物理―ヒッグス粒子発見とその後の展開― 

  • ISBN:978-4-320-03527-0
  • 判型/ページ数:A5 / 136ページ
  • 発行年月:2016年03月
  • 本体価格:2,000円

 2012年7月ヒッグス粒子が発見され,翌年ノーベル物理学賞のスピード受賞となった。この発見にも,八千名近い世界中の研究者が集まり,総工費5000億円をかけて,1つの粒子を探し求めた結果である。なぜこ・・・

LHCの物理 書影
LHCの物理

不安定核の物理―中性子ハロー・魔法数異常から中性子星まで― 

  • ISBN:978-4-320-03528-7
  • 判型/ページ数:A5 / 194ページ
  • 発行年月:2016年03月
  • 本体価格:2,000円

 我々自身や,我々をとりまく物質は,どうやって生まれてきたのであろうか。 この疑問を解く1つの鍵が原子核であり,その中でも最近とりわけ注目されているのが本書のテーマ「不安定核」である。 不安定核とは,・・・

不安定核の物理 書影
不安定核の物理

ニュートリノ物理―ニュートリノで探る素粒子と宇宙― 

  • ISBN:978-4-320-03529-4
  • 判型/ページ数:A5 / 98ページ
  • 発行年月:2016年03月
  • 本体価格:2,000円

 本書は,最先端のニュートリノ研究の解説書で,初学者にも順を追っていけばニュートリノ研究の最前線が無理なく学べるようになっている。  ニュートリノを研究することは素粒子物理学における最も重要なテーマ・・・

ニュートリノ物理 書影
ニュートリノ物理

ミュオンスピン回転法―謎の粒子ミュオンが拓く物質科学― 

  • ISBN:978-4-320-03530-0
  • 判型/ページ数:A5 / 186ページ
  • 発行年月:2016年09月
  • 本体価格:2,000円

 「ミュオンを通して世界が見える」  本書は,物質世界を探索する手法の1つであるミュオンスピン回転法(μSR)を初学者にわかりやすく紹介することを目的として執筆しました。μSRは核磁気共鳴や電子スピ・・・

ミュオンスピン回転法 書影
ミュオンスピン回転法

光誘起構造相転移―光が拓く新たな物質科学― 

  • ISBN:978-4-320-03531-7
  • 判型/ページ数:A5 / 120ページ
  • 発行年月:2016年10月
  • 本体価格:2,000円

 物質科学やその基礎を構成する物性物理学,物理化学は,豊かな物質的文化の果実を人類にもたらして来た。今日まで,人類よって創り出されて来た各種機能を持った材料の主要部分は,安定した物質の構造(化学結合や・・・

光誘起構造相転移 書影
光誘起構造相転移

多電子系の超高速光誘起相転移―光で見る・操る・強相関電子系の世界― 

  • ISBN:978-4-320-03532-4
  • 判型/ページ数:A5 / 148ページ
  • 発行年月:2016年11月
  • 本体価格:2,000円

 光の照射によって物質が変質する現象は,染料の退色,光合成反応,視覚の初期過程など,古くから身近な問題として知られている。光による物質変換に関する研究の長い歴史の中で,光が当たった“瞬間”に物質の中で・・・

多電子系の超高速光誘起相転移 書影
多電子系の超高速光誘起相転移

格子QCDによるハドロン物理―クォークからの理解― 

  • ISBN:978-4-320-03533-1
  • 判型/ページ数:A5 / 146ページ
  • 発行年月:2017年01月
  • 本体価格:2,000円

 ハドロンは,陽子や中性子,中間子などの強い相互作用をする粒子の総称である。ハドロンはより基本的なクォークとグルーオンからできている複合粒子であり,素粒子ではない。通常は,その構成要素であるクォークや・・・

格子QCDによるハドロン物理 書影
格子QCDによるハドロン物理

X線の非線形光学―SPring-8とSACLAで拓く未踏領域― 

  • ISBN:978-4-320-03534-8
  • 判型/ページ数:A5 / 188ページ
  • 発行年月:2017年02月
  • 本体価格:2,000円

 ルビーレーザーの発明から遅れること50年余りで,ついにX線領域でも実用的なレーザーが実現した。しかも,現在世界に2台しかないX線自由電子レーザーの内1台が日本で稼働している。このSACLAを舞台にし・・・

X線の非線形光学 書影
X線の非線形光学

中間子原子の物理―強い力の支配する世界― 

  • ISBN:978-4-320-03535-5
  • 判型/ページ数:A5 / 184ページ
  • 発行年月:2017年03月
  • 本体価格:2,000円

 本書は,中間子-原子核束縛系を舞台にした,ハドロン多体系の構造や生成反応と強い相互作用に関する研究の入門書である。読者としては,量子力学の基礎を修得済みの物理学を学ぶ大学学部4年生・大学院修士課程1・・・

中間子原子の物理 書影
中間子原子の物理

ARPESで探る固体の電子構造―高温超伝導体からトポロジカル絶縁体― 

  • ISBN:978-4-320-03536-2
  • 判型/ページ数:A5 / 116ページ
  • 発行年月:2017年04月
  • 本体価格:2,000円

本書は,電子状態を直接観測できる強力な実験手法である「角度分解光電子分光:ARPES」の基礎的なことと,高温超伝導体,グラフェン,トポロジカル絶縁体といった高機能物質の電子状態や物性の解明にARPES・・・

ARPESで探る固体の電子構造 書影
ARPESで探る固体の電子構造