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大学の科目と超伝導
昔核融合について質問したのですが、 超伝導（物性物理）にとても興味をひかれ専攻もその分野へ いこうと考えている大学生です。 下にあげる分野ではなにが特に大切なのでしょうか？ 微分積分、線形代数、化学、電子回路、解析力学、力学、熱力学 電磁気、ベクトル解析、振動波動、複素関数、確率、微分方程式 自分の中では 電磁気、力学、熱力学 が特に大事かな？と考えています。 しかし専門的な人の意見も聞きたくて質問しました。
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こんにちわ 昔、超電導工学研究所と いうところにいたことがあります。 超電導のどうゆう研究に関係するかに よって大きく違うのだと思いますが、 挙げられた中でどれかと言うと、 「電磁気学」です。 アハラノフ・ボーム効果なんて言うのを 知ると感じると思うのですが、あらためて 電気、磁気の不思議な関係を意識する ことになりますから。 ただ、電磁気、力学、熱力学 は古典力学と言って、原子や電子の 存在が否定されていた１９世紀までに 完成した学問で、これらの考え方では 超電導という現象は理論的に解明されなかった んです。 ２０世紀に「量子力学」が確立されて、 その固体物理への応用の初めての大 成功が超電導を説明するＢＣＳ理論だった んです。 ところが１９８６年に、ＢＳＣ理論では 説明しきれない酸化物超電導体が発見されて、 いまだに理論的な解明は完全とは言えません。 そもそも量子力学にもいろいろ 限界があることが明らかになって きていますから、新しい物理の基礎理論の 確立が必要なのかもしれません。 素粒子物理学といった分野の人たちが 盛んに使い始めている「現代数学」と 呼ばれる新しい数学の諸分野が今後 固体物理学の世界でも重要になってくる ものと個人的には考えています。 「現代数学」と言っても幅広い ですが、まずは「位相幾何学」は かじっておいたほうがいいと思います。 超電導の研究の最近の動向については、 パリティという雑誌の今年の ３、４月号に特集があったと思います。 もう、読まれているかもしれませんが ご参考まで！
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No. 2 kaorine です。 > 物性物理を勉強するのであれば、No.1でapple-manも言及されているように・・・ apple-manさんです。失礼いたしました。
こんにちは。 物性物理を勉強するのであれば、No.1でapple-manも言及されているように量子力学が中心的な役割を果たすことになります。 量子力学は目に見えない小さな世界で起こる事柄を記述するのに適しており、通常は我々が生活するような世界の大きさではあらわに顔を出しません。 しかし、超伝導は量子的効果が目に見える大きさで現れる数少ない劇的な現象の一つであり、量子力学なしには理解し得ないものです。 専攻に進めば量子力学をみっちりと勉強することになるでしょう。 量子力学の世界では線形代数・ベクトル解析・複素関数・微分方程式などは日常的に出てくる言葉のようなものです。 それらの基礎は量子力学の勉強を進める上でずいぶんと力になってくれるはずです。逆に基礎ができていないと苦労します。(私はこっちでした。^^;) 今できることという観点からはそうした基本的な数学をきちんと理解しておくことが重要な気がします。 超伝導は特徴的な電磁気的応答(ゼロ抵抗やマイスナー効果)を示しますが、その本質は熱力学的な相転移現象です。 どんな教科書にも必ず熱力学的な観点からの説明が比較的早い段階で出てきます。 そして比熱などの熱力学量は現在の最先端の研究においても重要な測定量の1つです。 熱力学をおろそかにすると後で困ることになります。 要するに基本はやはり重要ということで、「特にこれ」という趣旨からは外れてしまったかもしれません。 しかし、超伝導に惹かれて物性物理の門を叩いてみたら他にもっと興味を持つものを見つけるかもしれません。 (実際、物性物理は幅広い分野にその対象が広がっています) そのときに、基本がきちんとできていることは大きな力になるはずですよ。
お礼
なるほど。 やはり今の勉強＋一年生の時の復習が大事と言うことですね。 最近勉強が楽しいのでもっと頑張ります。
お礼
なるほど！！ 大学では来年から量子論を習います。 ニュートンで量子論は多少読んではいるのですがとてもおもしろいですよね。 来年が楽しみです。 いまは「特に」電磁気を重点的に頑張る方向でいきます！！