基礎物理学・先端物理学
量子物理工学

電子の巨視的量子秩序（磁性相、超伝導相）がもたらす物理を統一的な視点から議論し、スピントロニクス、量子情報工学、量子デバイス工学への応用を概観する。

第1章　はじめに：巨視的秩序 －磁性体を例に－

• ストーナ条件
• モット絶縁体
• 超交換相互作用

第２章　解析力学・量子力学の使い方、調和振動子

• 系の表現と力学変数、量子化
• 生成消滅演算子
• コヒーレント状態

第3章　素励起の基本概念、場の量子化、フォノン

• 粒子数固有状態
• 場の演算子
• 格子振動とフォノン

第4章　マグノン、フォトン、レーザー

• 強磁性体のマグノン
• 反強磁性体のマグノン
• ゲージ原理
• フォトン
• 誘導放射とレーザー

演習　　磁性、場の量子化などの計算演習

第5章　対称性の破れ・相転移と素励起

• 巨視的秩序の生成
• 二次相転移と臨界現象
• 南部ゴールドストーンの定理

第6章　ゲージ対称性の破れ・超伝導

• 超伝導
• ギンツブルクランダウ展開
• ヒッグス機構

第7章　巨視的秩序のダイナミクス

• ジョセフソン効果
• 超伝導体のジョセフソン方程式
• 磁性体のLLG方程式

第8章　中間スケールの物理

• トポロジカル構造（磁壁、スカーミオン等）
• 巨視的量子コヒーレンス
• 量子ビット

第９章　応用

• 量子情報デバイス
• スピントロニクス
• 磁性の制御