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学習物理学とは、AIと物理学を融合する新しい研究分野の名称です。2017年ごろから勃興し、2022年からは全国で「学習物理学領域」という名の研究グループが発足しています。AIが物理学のために何をしてくれるのか？この講義では、AIを司るニューラルネットワークの基礎から始め、AIと物理学の間の親和性の確認や、多様な物理学における機械学習の利用方法、を学びます。特に、先端の研究成果にも触れ、みなさんがこの新しい研究領域に足を踏み入れるための準備をします。参考書：「学習物理学入門」（朝倉書店）
超対称ゲージ理論は、量子効果を厳密に計算できる場の量子論の模型として盛んに研究され、摂動論ではとらえられない様々な現象の発見に寄与してきました。中でも弱結合理論と強結合理論の間の双対性や、代数曲線を用いた低エネルギー有効理論の記述は、場の量子論に対する新しい切り口を提供したと言えます。本講義では、そのような超対称場の理論の非摂動的な振る舞いについて、本質的な部分を選んで解説したいと思います。また時間があれば、超対称ゲージ理論の真空の構造が、超対称性を持たない通常のヤン・ミルズ理論の相構造とどのように関係するかについても触れたいと思います。
標準模型は、電弱スケールあたりまでの素粒子の現象を極めてよく記述しますが、様々な謎を秘めています。標準模型を超える理論として、大統一理論が提唱されています。この理論に基づいて、3つのゲージ相互作用（強い相互作用、弱い相互作用、電磁相互作用）の統一および物質粒子（クォークとレプトン）の統合がなされますが、未だその真価が問われる段階にあります。本講義では、標準模型の謎とプロトタイプの大統一理論の紹介から始めて、現実的な大統一理論の構築に向けて、超対称性大統一理論や高次元大統一理論について解説したいと思います。