講義内容詳細:統計力学Ⅱ

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年度/Academic Year 2025
授業科目名/Course Title (Japanese) 統計力学Ⅱ
英文科目名/Course Title (English) Statistical Mechanics Ⅱ
学期/Semester 後期 単位/Credits 2
教員名/Instructor (Japanese) 坂上 貴洋
英文氏名/Instructor (English) SAKAUE Takahiro

講義概要/Course description
相互作用がある系での統計力学の手法を学ぶ。特に、相転移と臨界現象に関する基礎的な知識を習得し、それを記述する現象論や数理的手法を学習する。主として磁性体のモデルを扱いつつ、協同現象の背後に潜む普遍性についての理解を深める。相互作用する多体系のモデル化とその解析方法の学習を通して、複雑な系を統計的に解析する能力を養う。
達成目標/Course objectives
相転移と臨界現象に関する基礎的な知識を習得する。また相転移を記述する現象論や数理的手法を学習・習得する。
学部・研究科のディプロマポリシー(卒業認定・学位授与の方針)に基づき、当該科目を履修することで身につく能力 / Abilities to be acquired by completing the course in accordance with the faculty and graduate school diploma policy (graduation certification and degree conferral)
学部・研究科のディプロマポリシー(卒業認定・学位授与の方針)/ Undergraduate and Graduate Diploma Policy (Graduation Certification and Degree Conferral)
履修条件(事前に履修しておくことが望ましい科目など)/Prerequisite
古典統計力学の基礎知識(統計力学Iの内容)を前提とする。
授業計画/Lecture plan
1
授業計画/Class 相転移現象とその普遍性

2
授業計画/Class カノ二カルアンサンブルにおける物理量の計算(復習),磁化,磁化率,比熱
3
授業計画/Class 磁気相転移、イジングモデル
4
授業計画/Class Van der Waalsの非理想気体の理論、Van der Waals気体の臨界指数
5
授業計画/Class 相転移の平均場理論1 分子場近似
6
授業計画/Class 相転移の平均場理論2 平均場理論による臨界指数
7
授業計画/Class 相転移の平均場理論3 ブラッグ・ウィリアムズ近似
8
授業計画/Class 合金の相分離
9
授業計画/Class 転送行列の方法と一次元イジング模型の厳密解
10
授業計画/Class パイエルスの議論と下部臨界次元
11
授業計画/Class ランダウの自由エネルギー、ランダウ理論の臨界指数
12
授業計画/Class 空間変化がある場合のランダウ理論1:汎関数、汎関数微分
13
授業計画/Class 空間変化がある場合のランダウ理論2:空間変化する磁場に対する応答と揺動散逸定理
14
授業計画/Class ギンツグルグ判定基準、上部臨界次元
15
授業計画/Class まとめ
 
事前学習/Preparation シラバスを参考に、適宜参考書の該当箇所を読んでおくこと。
事後学習/Reviewing 毎回の授業の内容について復習を行うこと。計算が必要な箇所については、各自きっちりとフォローしておくこと。
授業方法/Method of instruction
区分/Type of Class 対面授業 / Classes in-person
実施形態/Class Method 通常型 / regular
補足事項/Supplementary notes本講義は対面授業(通常形式)で実施します。
活用される授業方法/Teaching methods used
成績評価方法/Evaluation
1 100% 複数回(3〜6回程度を目安)小テストを行う。
参考書/Reference books
 著者名
Author
タイトル
Title
出版社
Publisher
 
1 長岡洋介 統計力学 岩波書店
2 西森 秀稔 相転移・臨界現象の統計物理学 培風館
3 N. Goldenfeld Lectures on Phase Transition and the Renormalization Group Addison-Wesley Publishing Company