１．ミリ波で観る宇宙の始まり　(理科・文科）

松村知岳 准教授

課題内容

ビッグバンの残光と呼ばれる宇宙マイクロ波背景放射は現在ミリメートルの波長の光として観測することができます。このミリ波を理解することが宇宙の始まりを理解することにつながります。初期宇宙の物理と宇宙マイクロ波背景放射がどう繋がるか、そして3次元プリンターで自分で作るミリ波光学素子を実際に測定し評価解析するなど、根源的な物理から学部で習う物理、そして習う英語から使う英語も体験し、全てを駆使して研究の一端を垣間見るプログラムです。

研究室URL https://sites.google.com/view/ipmucmb/home-jp

２．素粒子を見る技術　(理科・文科）

樋口岳雄 教授　・　高橋忠幸 特任教授

課題内容

さまざまな「素粒子を見る技術」が、素粒子実験・宇宙観測実験から医療応用にいたるまで、最先端の現場で活躍しています。キャンプの参加者は、これらの現場に身を置く研究者から素粒子を見る技術の講義を受けたのちに、素粒子を見るツールとして半導体検出器やシンチレーターに焦点を当て、これらに読み出し回路を組み合わせて宇宙線や校正用密封線源からのアルファ線・ベータ線・ガンマ線を検出し、その位置分布等を作成することに挑戦します。 

キーワード

半導体検出器、シンチレーター、宇宙線、放射線

研究室URL https://member.ipmu.jp/takeo.higuchi/belle2/
https://member.ipmu.jp/takahashi_lab_UT/index.html

３．いけばなと数学　(理科・文科）

伊藤由佳理 教授 

課題内容

いけばなは花を扱う日本の伝統芸術のひとつですが、その基本となる型は長さと角度を用いた数学的な説明がなされており、全体の構成には3次元の空間認識能力も必要になります。そこで本講座では、いけばなを通して、3次元の複雑さを体験していただき、さらに日本の文化の中にある、様々な数学的な要素を紹介し、各々テーマを決めて、日本文化の美を数学的に考え、数学のものの見方を体験することを目的とします。

キーワード

いけばな、白銀比、次元、対称性、線形代数、群論

研究室URL　https://db.ipmu.jp/member/personal/5393ja.html

参考図書

「雪月花の数学」 （桜井進）祥伝社黄金文庫

　　　 いけばな―知性で愛でる日本の美―」（笹岡隆甫）新潮新書

　 「美しい数学入門」（伊藤由佳理）岩波新書

　 「この定理が美しい」数学書房の「対称性の美」（伊藤由佳理）部分

４．量子コンピューターで遊んでみよう　(理科・文科）

山崎雅人 教授 

課題内容

量子力学は一見抽象的な理論に思えるが，現在では量子コンピューター（あるいはそのシミュレーター）を使って実際に計算しながら学ぶこともできる．本プログラムでは量子力学の基礎について速習した後，量子アルゴリズムをPythonプログラムで実装してシミュレーターおよび実機での実験を行う．参加者の興味に応じて，量子アルゴリズムの数理的な側面の勉強やプログラミングの実装などいくつかの課題に取り組んでもらう． 

キーワード

量子力学，量子アルゴリズム 

研究室URL https://member.ipmu.jp/masahito.yamazaki/index-j.shtml 

参考図書

特に指定しないが，行列とは何であるかなどの基本的な線型代数の知識は必要である．意欲的な参加者は量子力学の教科書を眺めてみるといいかもしれない．

本課題そのものへの予習/復習としては，オンラインの教科書，例えば

[1] IBM Quantum Machine Learning https://learning.quantum.ibm.com/

[2] 量子コンピューティング・ワークブック https://utokyo-icepp.github.io/qc-workbook/ja/welcome.html

などが参考になる． 

５．Observing Distant Galaxies with the James Webb Space Telescope (JWST)　

　　（ジェイムズ・ウェッブ望遠鏡（JWST)で観る遠方銀河） Language: English　(理科・文科）

John Silverman 教授

Program description

The James Webb Space Telescope (JWST) is unveiling the building blocks of the first galaxies in the early Universe. A key astrophysical question is how these sites of early star formation grow into the massive galaxies that we see in our local Universe. In these lectures, we will analyze JWST imaging data and discuss the nature of galaxies unveiled by JWST across cosmic time to stitch together a picture of the evolution of galaxies along with their central supermassive black holes. In particular, we’ll discuss the role of gas transport, galaxy mergers, and the impact of the larger-scale environments such as their dark matter halo.

Keywords

JWST, galaxies, early universe, bulges, disks, mergers, gas accretion

Laboratory URL https://johnsilverman.myportfolio.com/

Language English

６．　Observations of forming stars and galaxies in the Cosmos 

（生まれたての星と銀河をみてみよう）　Language: English　（理科・文科）

Khee-Gan Lee (Project Assistant Professor), Saeko S. Hayashi (Project Professor)

Program Description 

Let’s find out how stars or galaxies, or even this universe was born. First step is to understand the basics of the current scenario of the formation processes. Second step is to grasp how the observational findings and simulations provide crucial information for such studies. For example, Japanese-built Subaru Telescope in Hawaii has been producing fantastic images (and spectra) of astronomical objects and phenomena. Will touch on the numerical simulation, another powerfull “experimental” tool since it can handle both visible and invisible component in this universe and how they interact with each other through fundamental physics and over long time. Observations and simulations complement each other. Lastly, let’s discuss what would be the participant’s strategy in deciphering the remaining mysteries in this universe. By the end of the week, the participants will be looking up at the skies with their own plans of explorations in the future.

Research Topic

Observations of forming stars and galaxies in the Cosmos

Keywords

optical and infrared observations, ground-based telescopes, star (and planetary) formation, galaxy formation, cosmology

Recommended Reading (if available)

Websites https://hsc.mtk.nao.ac.jp/ssp/
https://pfs.ipmu.jp/
https://www.nao.ac.jp/en/research/project/tmt.html

About K. G. Lee https://db.ipmu.jp/member/personal/1310ja.html
https://sites.google.com/view/kglee/home

English textbook

Introduction to Cosmology, by Barbara Ryden, Cambridge Univ. Press

[注　英語版は東大駒場・本郷の図書館およびIPMU図書室にある、日本語版が東大駒場・本郷の図書館にある

宇宙論入門 : 宇宙の力学からインフレーション、構造形成まで / バーバラ・ライデン著 ; 牧野伸義訳]

Japanese textbooks

シリーズ現代の天文学（日本評論社）

1　人類の住む宇宙

11 天体物理学の基礎１

12 天体物理学の基礎２

15 宇宙の観測１（光・赤外天文学）

16 宇宙の観測２（電波天文学）

Other reference

宇宙探検　すばる望遠鏡　（林左絵子・海部宣男）

Language English (Q&A can be done in the assistance from the Japanese speaking staff)