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72 関係: 原子物理学、反転分布、古典力学、場の量子論、ノーベル賞、マックス・プランク、バンド理論、ポラリトン、ポール・ディラック、ポアソン分布、メーザー、モード同期、ラマン分光法、レーザー、レーザー科学、ロイ・グラウバー、ヴォルフガング・ケターレ、ボース＝アインシュタイン凝縮、プランク定数、テオドール・ヘンシュ、デービッド・ワインランド、フォトニクス、ニールス・ボーア、アルベルト・アインシュタイン、ウィリアム・ダニエル・フィリップス、エネルギー、エネルギー準位、エリック・コーネル、カール・ワイマン、クロード・コーエン＝タヌージ、コヒーレント状態、ジョン・ホール、スペクトル、スペクトル密度、スティーブン・チュー、スクイーズド状態、セルジュ・アロシュ、光、光子、光学、光ピンセット、光電効果、光速、固体物理学、固有状態、統計力学、物理学、物質、相互作用、運動量、...、非線形光学、計算機科学、誘導放出、超短パルス、黒体放射、量子力学、量子テレポーテーション、量子ホール効果、量子エレクトロニクス、量子情報、自然放出、自発的パラメトリック下方変換、離散空間、電子、電子工学、電磁場、電磁場の量子化、電磁波、Qスイッチ、水素、波動関数、振動。 インデックスを展開 (22 もっと) »
原子物理学
原子物理学（げんしぶつりがく、 小野周・一松信・竹内啓監訳、『英和物理・数学用語辞典』、森北出版、1989年、項目「atomic physics」より。ISBN 4-627-15070-9）は、原子を対象とする物理学である 服部武志、『旺文社物理事典』、旺文社、2010年、項目「原子物理学」より。ISBN 978-4-01-075144-2 C7342。.
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反転分布
物理、とくに統計力学において、低いエネルギー状態よりも励起状態の方が占有率が高いような系が存在するとき、系のエネルギー分布が反転分布（はんてんぶんぷ、Population inversion）であるという。また反転分布は（便宜上）負温度とも呼ばれる。この様な概念は、レーザー科学において基礎的で重要な役割を演じている。レーザーを動かすうえで、欠かすことのできない過程が反転分布によって、生じているからである。 通常の電子の分布はフェルミ・ディラック分布に従い、より下の準位の方が電子の数が多い状態である。しかし、特殊な条件を満たしてやることによりこの「下のほうが電子が多い」状態とは異なる状態にすることができる。フェルミ・ディラック分布における式での温度項の符号をマイナスにした状態とも考えることもできるので負温度と呼ばれる。ただし、反転分布にある物質は熱平衡状態にはないので、これは熱力学温度とは異る概念である。 このような、高い準位に電子が多い状態に光が入射すると誘導放出により入射光を増幅でき、レーザーが発振される。 2準位系の励起では、下の電子が上に励起されても誘導放出により高い準位に低い準位よりも多くの電子を入れることは不可能である。 3準位系になって初めて、上の準位のほうが多くなれる条件を作り出せる。 4準位系になるとさらに反転分布を作りやすい状態になりうる。.
古典力学
古典力学（こてんりきがく、英語：classical mechanics）は、量子力学が出現する以前のニュートン力学や相対論的力学。物理学における力学に関する研究、つまり適当な境界の下に幾何学的表現された物質やその集合体の運動を支配し、数学的に記述する物理法則群に関する研究のうち、量子論以降の量子に関するそれを「量子力学」とするのに対し、レトロニム的に、量子論以前のもの（現代でもさかんに研究されている分野だが）を指してそう呼ぶ。 古典力学は、マクロな物質の運動つまり、弾道計算から部分的には機械動作、天体力学、例えば宇宙船、衛星の運動、銀河に関する研究に使われている。そして、それらの領域に対して、とても精度の高い結果をもたらす、最も古く最も広範な科学、工学における領域のうちの一つである。古典力学以外の領域としては気体、液体、固体などを扱う多くの分野が存在している。加えて、古典力学は光速に近い場合には特殊相対性理論を用いることによってより一般な形式を与えることとなる。同様に、一般相対性理論は、より深いレベルで重力を扱うこととなり、量子力学では、分子や原子における、粒子と波動の二重性について扱うこととなる。.
場の量子論
場の量子論（ばのりょうしろん、英：Quantum Field Theory）は、量子化された場（素粒子物理ではこれが素粒子そのものに対応する）の性質を扱う理論である。.
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ノーベル賞
ノーベル賞（ノーベルしょう）は、ダイナマイトの発明者として知られるアルフレッド・ノーベルの遺言に従って1901年から始まった世界的な賞である。物理学、化学、生理学・医学、文学、平和および経済学の「5分野+1分野」で顕著な功績を残した人物に贈られる。 経済学賞だけはノーベルの遺言にはなく、スウェーデン国立銀行の設立300周年祝賀の一環としてノーベルの死後70年後にあたる1968年に設立されたものであり、ノーベル財団は「ノーベル賞ではない」としているが、一般にはノーベル賞の一部門として扱われることが多い。.
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マックス・プランク
マックス・カール・エルンスト・ルートヴィヒ・プランク（Max Karl Ernst Ludwig Planck, 1858年4月23日 - 1947年10月4日）は、ドイツの物理学者で、量子論の創始者の一人である。「量子論の父」とも呼ばれている。科学の方法論に関して、エルンスト・マッハらの実証主義に対し、実在論的立場から激しい論争を繰り広げた。1918年にノーベル物理学賞を受賞。.
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バンド理論
固体物理学における固体のバンド理論（バンドりろん、band theory）または帯理論とは、結晶などの固体物質中に分布する電子の量子力学的なエネルギーレベルに関する理論を言う。1920年代後半にフェリックス・ブロッホ、ルドルフ・パイエルス、レオン・ブリルアンらによって確立された。.
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ポラリトン
ポラリトン（Polariton）は、分極と電磁波の混合状態のことで、光学フォノンとフォトンとのカップリングによって生成されるボーズ準粒子のことである。 理論上、光などの電磁波は、真空中では何の干渉も受けない純粋な電磁波として、光速度で自由に伝播できると仮想されている。しかし、現実には完全な真空と言える空間は存在しないため、光などの電磁波は常に物質と電磁的な相互作用を及ぼしあって、半分は光の波、半分は物質の波と言える、自由に伝播できない状態になりながら伝わっている。この状態のエネルギーの伝播は粒子性を示すため、概念上考えられる、半分は光で半分は物質という混合状態の準粒子が、ポラリトンである。 自由を奪われているため、ポラリトンは光速度以下でしか伝播されない。光速度一定の概念は理論上仮想されているものにすぎず、現実の宇宙空間は完全な真空ではないため、そのような純粋な電磁波の伝播は起こり得ない。物理的に検出可能な光などの電磁波は必ず物質との相互作用を伴うため、ポラリトンの状態になっていない純粋なフォトン（光の粒子）は仮想の存在にすぎず、直接観測することは事実上不可能である。.
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ポール・ディラック
ポール・エイドリアン・モーリス・ディラック（Paul Adrien Maurice Dirac, 1902年8月8日 - 1984年10月20日）はイギリスのブリストル生まれの理論物理学者。量子力学及び量子電磁気学の基礎づけについて多くの貢献をした。1933年にエルヴィン・シュレーディンガーと共にノーベル物理学賞を受賞している。 彼はケンブリッジ大学のルーカス教授職を務め、最後の14年間をフロリダ州立大学の教授として過ごした。.
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ポアソン分布
統計学および確率論においてポアソン分布 (Poisson distribution)とは、数学者シメオン・ドニ・ポアソンが1838年に確率論とともに発表した、所与の時間間隔で発生する離散的な事象を数える特定の確率変数 を持つ離散確率分布のことである。ある離散的な事象に対して、ポアソン分布は所与の時間内での生起回数の確率を示し、指数分布は生起期間の確率を示す。.
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メーザー
メーザー（）とは、誘導放出によってマイクロ波を増幅したりコヒーレントなマイクロ波を発生させたりできる装置のこと。（誘導放出によるマイクロ波増幅）の略称である。メーザーはレーザー同様、非常に指向性・単波長性が高い。指向性の高さから、先端科学用ピンポイント加熱装置などに用いられることがある。また、分子構造の解析にも利用される。メーザーはマイクロ波用電子管やマイクロ波用半導体素子よりもはるかに低雑音である。.
モード同期
モード同期（モードどうき、英: Mode-locking） とは、レーザーから極めて短いパルス光を得られる光学の技術をいう。この技術の基本は、光共振器の縦モード間の固定位相関係を作り出すことにある。 これらのモード間の干渉による強め合いによりレーザー光から一連のパルスが発生する。このとき、レーザーは「位相同期した」、または「モード同期した」という。 Category:レーザー.
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ラマン分光法
物質に振動数\nu_iの単色光を当てて散乱されると、ラマン効果によってストークス線\nu_sと反ストークス線\nu_aのラマン線が現れる。ラマン線の波長や散乱強度を測定して、物質のエネルギー準位を求めたり、物質の同定や定量を行う分光法をラマン分光法（ラマンぶんこうほう）と呼ぶ。ラマン分光の特徴として、赤外分光法では測定が困難な水溶液のスペクトルが容易に測定でき、しかも微小量の試料でよいことから、水溶液の定性、定量分析に適している。また強誘電体の相転移機構、結晶の格子振動、分子振動などの固体の物性研究にも応用されている。.
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レーザー
レーザー（赤色、緑色、青色） クラシックコンサートの演出で用いられた緑色レーザー He-Ne レーザー レーザー（laser）とは、光を増幅して放射するレーザー装置を指す。レーザとも呼ばれる。レーザー光は指向性や収束性に優れており、また、発生する電磁波の波長を一定に保つことができる。レーザーの名は、Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation（輻射の誘導放出による光増幅）の頭字語（アクロニム）から名付けられた。 レーザーの発明により非線形光学という学問が生まれた。 レーザー光は可視光領域の電磁波であるとは限らない。紫外線やX線などのより短い波長、また赤外線のようなより長い波長のレーザー光を発生させる装置もある。ミリ波より波長の長い電磁波のものはメーザーと呼ぶ。.
レーザー科学
レーザー科学（レーザーかがく）または レーザー物理（レーザーぶつり）は光学の一分野であり、レーザーに関する理論と現象論を扱う学問である。 レーザー科学は量子エレクトロニクスと、特に光共振器を対象としており、レーザー媒体に於ける反転分布に関する物理学や、レーザーにおける電磁場の時間発展に関する理論的、原理的な背景を与えている。 また、レーザービームの伝播、特にガウシアンビームに関する物理学およびレーザーの応用も扱う。非線形光学、量子光学等にも関連する。.
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ロイ・グラウバー
イ・ジェイ・グラウバー（Roy Jay Glauber、1925年9月1日 - ）は、アメリカの物理学者。.
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ヴォルフガング・ケターレ
ヴォルフガング・ケターレ（Wolfgang Ketterle、1957年10月21日 - ）は、ドイツ生まれでアメリカ合衆国で活躍した物理学者である。2001年「希薄なアルカリ原子ガスでのボース＝アインシュタイン凝縮の実現、および凝縮体の性質に関する基礎的研究」により、エリック・コーネルとカール・ワイマンと共にノーベル物理学賞を受賞した。1995年、ワイマンらとは独立にナトリウム原子のボース＝アインシュタイン凝縮を実現した。 ハイデルベルクに生まれ、ハイデルベルク大学、ミュンヘン工科大学で学び、マックスプランク量子光学研究所でヘルベルト・ヴァルターらのもとで研究し、1990年マサチューセッツ工科大学（MIT）のディビッド・プリチャードのグループに加わった。1993年MITの助教授、1998年には教授となった。 1995年の気体原子のボース＝アインシュタイン凝縮の成功の後、ケターレのグループは1997年に2つのボース＝アインシュタイン凝縮した試料間の干渉を観測し、原子レーザーを初めて実現した。2003年には分子のボース＝アインシュタイン凝縮を達成し、2005年にはフェルミ凝縮における超流動の実験的証拠を示した。.
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ボース＝アインシュタイン凝縮
ボース＝アインシュタイン凝縮（ボース＝アインシュタインぎょうしゅく、Bose-Einstein condensation英語では、凝縮する過程を condensation、凝縮した状態を condensate と言い分ける場合もある。）、または略してBECとは、ある転移温度以下で巨視的な数のボース粒子が最低エネルギー状態に落ち込む相転移現象 上田 (1998) E.A. Cornel ''et al.'' (1999) F. Dalfavo ''et al.'' (1999) W. Kettelrle ''et al.'' (1999)。量子力学的なボース粒子の満たす統計性であるボース＝アインシュタイン統計の性質から導かれる。BECの存在はアルベルト・アインシュタインの1925年の論文の中で予言されたA. Pais (2005), chapter.23 。粒子間の相互作用による他の相転移現象とは異なり、純粋に量子統計性から引き起こされる相転移であり、アインシュタインは「引力なしの凝縮」と呼んだ。粒子間相互作用が無視できる理想ボース気体に近い中性原子気体のBECは、アインシュタインの予言から70年経った1995年に実現された。1995年にコロラド大学の研究グループはルビジウム87（87Rb）、マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究グループはナトリウム23（23Na）の希薄な中性アルカリ原子気体でのBECを実現させた。中性アルカリ原子気体でBECが起こる数マイクロKから数百ナノKという極低温状態の実現には、レーザー冷却などの冷却技術やなどの捕獲技術の確立が不可欠であった (free access) (free access)。2001年のノーベル物理学賞は、これらのBEC実現の実験的成果に対し、授与された。.
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プランク定数
プランク定数（プランクていすう、プランクじょうすう、）は、光子のもつエネルギーと振動数の比例関係をあらわす比例定数のことで、量子論を特徴付ける物理定数である。量子力学の創始者の一人であるマックス・プランクにちなんで命名された。作用の次元を持ち、作用量子とも呼ばれている。SIにおける単位はジュール秒（記号: J s）である。.
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テオドール・ヘンシュ
テオドール・ヴォルフガング・ヘンシュ（Theodor Wolfgang Hänsch, 1941年10月30日 - ）は、ドイツの物理学者。マックス・プランク研究所の量子光学部門所長、ミュンヘン大学教授。 「光周波数コム（櫛）技術などのレーザーを用いた精密な分光法の発展への貢献」により、2005年のノーベル物理学賞をジョン・ホールとともに受賞した。.
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デービッド・ワインランド
デービッド・ワインランド（、1944年2月24日 - ）は、アメリカ合衆国の物理学者。アメリカ国立標準技術研究所 (NIST) の物理計測研究所に所属する。彼の業績は光学の発展、特に四重極イオントラップ（高周波イオントラップ）におけるイオンのレーザー冷却、および捕捉したイオンを量子コンピュータへと応用させる研究で知られる。彼は2012年にノーベル物理学賞をセルジュ・アロシュと共同受賞した。授賞理由は「個々の量子系の計測と操作を可能にした画期的な手法の開発」とされた。.
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フォトニクス
フォトニクスは、光子を扱う工学。.
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ニールス・ボーア
ニールス・ヘンリク・ダヴィド・ボーア（Niels Henrik David Bohr、1885年10月7日 - 1962年11月18日）は、デンマークの理論物理学者。量子論の育ての親として、前期量子論の展開を指導、量子力学の確立に大いに貢献した。王立協会外国人会員。.
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アルベルト・アインシュタイン
アルベルト・アインシュタイン日本語における表記には、他に「アルト・アインシュタイン」（現代ドイツ語の発音由来）、「アルト・アインタイン」（英語の発音由来）がある。（Albert Einstein アルベルト・アインシュタイン、アルバート・アインシュタイン アルバ（ー）ト・アインスタイン、アルバ（ー）タインスタイン、1879年3月14日 - 1955年4月18日）は、ドイツ生まれの理論物理学者である。 特殊相対性理論および一般相対性理論、相対性宇宙論、ブラウン運動の起源を説明する揺動散逸定理、光量子仮説による光の粒子と波動の二重性、アインシュタインの固体比熱理論、零点エネルギー、半古典型のシュレディンガー方程式、ボーズ＝アインシュタイン凝縮などを提唱した業績などにより、世界的に知られている偉人である。 「20世紀最高の物理学者」や「現代物理学の父」等と評され、それまでの物理学の認識を根本から変えるという偉業を成し遂げた。（光量子仮説に基づく光電効果の理論的解明によって）1921年のノーベル物理学賞を受賞。.
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ウィリアム・ダニエル・フィリップス
ウィリアム・ダニエル・フィリップス（William Daniel Phillips, 1948年11月5日 – ）はアメリカ人の物理学者。ペンシルベニア州ウィルクスバリで、ウィリアム・コーネリアス・フィリップスとマリー・キャサリン・サビーノの間に生まれた。彼はイタリア、ウェールズ系で、メソジストである。 フィリップスの両親は1959年にペンシルベニア州キャンプヒルに移ってきて、彼はここで高校を卒業した。1970年に首席でジュニアータ大学を卒業した。その後、マサチューセッツ工科大学で博士号を取得した。 博士課程でのテーマは、水分子中のプロトンの磁気モーメントに関する研究だった。この研究は、その後の彼の研究に役立った。彼は後に、ボース＝アインシュタイン凝縮の研究を行った。1997年、彼はアメリカ国立標準技術研究所で行ったレーザー光を用いて原子を極低温に冷却および捕捉する技術の開発により、スティーブン・チュー、クロード・コーエン＝タヌージとともにノーベル物理学賞を受賞した。 彼はメリーランド大学カレッジパーク校の物理学の教授でもある。.
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エネルギー
ネルギー（、）とは、.
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エネルギー準位
ネルギー準位（エネルギーじゅんい、）とは、系のエネルギーの測定値としてあり得る値、つまりその系のハミルトニアンの固有値E_1,E_2,\cdotsを並べたものである。 それぞれのエネルギー準位は、量子数や項記号などで区別される.
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エリック・コーネル
リック・コーネル（Eric Allin Cornell, 1961年12月19日 - ）はアメリカ合衆国の物理学者。カール・ワイマンとともに1995年に初めてボース＝アインシュタイン凝縮を確認した。この実験により、コーネル、ワイマンとヴォルフガング・ケターレに2001年度のノーベル物理学賞が贈られた。.
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カール・ワイマン
ール・ワイマン（Carl Edwin Wieman 、1951年3月26日 - ）はアメリカ合衆国の物理学者である。 2001年に「希薄なアルカリ原子ガスでのボース＝アインシュタイン凝縮の実現、および凝縮体の性質に関する基礎的研究」により、エリック・コーネルとヴォルフガング・ケターレと共にノーベル物理学賞を受賞した。.
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クロード・コーエン＝タヌージ
ード・コーエン＝タヌージ（Claude Cohen-Tannoudji 、1933年4月1日 - ）は、アルジェリア生まれのフランスの物理学者である。1997年にレーザー光を用いて原子を極低温に冷却および捕捉する技術（レーザー冷却法）の開発でスティーブン・チュー、ウィリアム・ダニエル・フィリップスとともにノーベル物理学賞を受賞した。.
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コヒーレント状態
物理学とくに量子力学においてコヒーレント状態とは、消滅演算子の固有状態のことを指す。.
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ジョン・ホール
ョン・ホール; John Hall.
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スペクトル
ペクトル（）とは、複雑な情報や信号をその成分に分解し、成分ごとの大小に従って配列したもののことである。2次元以上で図示されることが多く、その図自体のことをスペクトルと呼ぶこともある。 様々な領域で用いられる用語で、様々な意味を持つ。現代的な意味のスペクトルは、分光スペクトルか、それから派生した意味のものが多い。.
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スペクトル密度
ペクトル密度（スペクトルみつど、Spectral density）は、定常過程に関する周波数値の正実数の関数または時間に関する決定的な関数である。パワースペクトル密度（電力スペクトル密度、Power spectral density）、エネルギースペクトル密度（Energy spectral density）とも。単に信号のスペクトルと言ったとき、スペクトル密度を指すこともある。直観的には、スペクトル密度は確率過程の周波数要素を捉えるもので、周期性を識別するのを助ける。.
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スティーブン・チュー
ティーブン・チュー（Steven Chu、中国語:朱棣文（Zhū Dìwén）、1948年2月28日 – ）はアメリカ人の実験物理学者、政治家。レーザー冷却により原子を捕捉する技術の研究で知られ、1997年にノーベル物理学賞を受賞した。第12代アメリカ合衆国エネルギー長官。スタンフォード大学教授（物理学、分子細胞生理学）。.
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スクイーズド状態
イーズド状態とは、量子雑音を圧搾した状態のこと。.
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セルジュ・アロシュ
ルジュ・アロシュ（、1944年9月11日 - ）は、フランスの物理学者。2012年に「個々の量子系の計測と操作を可能にした画期的な手法の開発」、すなわち光子の研究でノーベル物理学賞をデービッド・ワインランドと共同受賞した。2001年以降、アロシュはコレージュ・ド・フランスで量子力学の教授を務めている。.
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光
上方から入ってきた光の道筋が、散乱によって見えている様子。（米国のアンテロープ・キャニオンにて） 光（ひかり）とは、基本的には、人間の目を刺激して明るさを感じさせるものである。 現代の自然科学の分野では、光を「可視光線」と、異なった名称で呼ぶことも行われている。つまり「光」は電磁波の一種と位置付けつつ説明されており、同分野では「光」という言葉で赤外線・紫外線まで含めて指していることも多い。 光は宗教や、哲学、自然科学、物理などの考察の対象とされている。.
光子
|mean_lifetime.
光学
光学（こうがく、）は、光の振舞いと性質および光と物質の相互作用について研究する、物理学のひとつの部門。光学現象を説明し、またそれによって裏付けられる。 光学で通常扱うのは、電磁波のうち光と呼ばれる波長域（可視光、あるいはより広く赤外線から紫外線まで）である。光は電磁波の一種であるため、光学は電磁気学の一部門でもあり、電波やX線・マイクロ波などと類似の現象がみられる。光の量子的性質による光学現象もあり、量子力学に関連するそのような分野は量子光学と呼ばれる。.
光ピンセット
一般的な光ピンセットの構造 光ピンセット（ひかりピンセット）は、集光したレーザー光により微小物体（おもに，細胞などを含む透明な誘電体物質）をその焦点位置の近傍に捕捉し、さらには動かすことのできる装置および技術である。捕捉するための力は屈折率の違いにより生じ、典型的にはピコニュートン程度である。この技術は、近年、とくに生物学やマイクロマシニングの研究において成果を挙げている。.
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光電効果
光電効果（こうでんこうか、photoelectric effect）とは、外部光電効果と内部光電効果の総称である。単に光電効果という場合は外部光電効果を指す場合が多い。内部光電効果は光センサなどで広く利用される。光電効果そのものは特異な現象ではなく酸化物、硫化物その他無機化合物、有機化合物等に普遍的に起こる。.
光速
光速（こうそく、speed of light）、あるいは光速度（こうそくど）とは、光が伝播する速さのことであるニュートン (2011-12)、pp. 24–25.。真空中における光速の値は （≒30万キロメートル毎秒）と定義されている。つまり、太陽から地球まで約8分20秒（8分19秒とする場合もある）、月から地球は、2秒もかからない。俗に「1秒間に地球を7回半回ることができる速さ」とも表現される。 光速は宇宙における最大速度であり、物理学において時間と空間の基準となる特別な意味を持つ値でもある。 現代の国際単位系では長さの単位メートルは光速と秒により定義されている。光速度は電磁波の伝播速度でもあり、マクスウェルの方程式で媒質を真空にすると光速が一定となるということが相対性理論の根本原理になっている。 重力作用も光速で伝播することが相対性理論で予言され、2002年に観測により確認された。.
固体物理学
固体物理学（こたいぶつりがく、Solid-state physics）とは物理学の一分野であり、より広い意味で使われる物性物理学に含まれる分野である。.
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固有状態
量子力学において、ある物理量 の固有状態 (eigenstate) とは、その物理量（オブザーバブル）を表すエルミート演算子 \hat の固有ベクトル \ \ のことである。 よって物理量 の固有状態 \ \ は以下の固有値方程式を満たす。 一般に、量子系について物理量の測定を行った時、どんなに同じように状態を用意して同じように測定をしても、測定値は測定によってバラバラである。しかし系が\hatの固有値 a_n \ に属する固有状態 |a_n\rangle \ であるときは、物理量 \hat を観測すれば必ず a_n \ という値を得る（オブザーバブルを参照）。よって「物理量 \hat の固有状態 |a_n\rangle \ は、物理量 \hat が確定した値 a_n を持っている状態である」と解釈できる。 また \hat はエルミート演算子なので、その固有値はすべて実数である。.
統計力学
統計力学（とうけいりきがく、statistical mechanics）は、系の微視的な物理法則を基に、巨視的な性質を導き出すための学問である。統計物理学 (statistical physics)、統計熱力学 (statistical thermodynamics) とも呼ぶ。歴史的には系の熱力学的な性質を気体分子運動論の立場から演繹することを目的としてルートヴィッヒ・ボルツマン、ジェームズ・クラーク・マクスウェル、ウィラード・ギブズらによって始められた。理想気体の温度と気圧ばかりでなく、実在気体についても扱う。.
物理学
物理学（ぶつりがく, ）は、自然科学の一分野である。自然界に見られる現象には、人間の恣意的な解釈に依らない普遍的な法則があると考え、自然界の現象とその性質を、物質とその間に働く相互作用によって理解すること（力学的理解）、および物質をより基本的な要素に還元して理解すること（原子論的理解）を目的とする。化学、生物学、地学などほかの自然科学に比べ数学との親和性が非常に強い。 古代ギリシアの自然学 にその源があり, という言葉も、元々は自然についての一般的な知識の追求を意味しており、天体現象から生物現象までを含む幅広い概念だった。現在の物理現象のみを追求する として自然哲学から独立した意味を持つようになったのは19世紀からである。 物理学の古典的な研究分野は、物体の運動、光と色彩、音響、電気と磁気、熱、波動、天体の諸現象（物理現象）である。.
物質
物質（ぶっしつ）は、.
相互作用
互作用（そうごさよう）、交互作用（こうごさよう）、相互交流（そうごこうりゅう）、インタラクションとは、 interaction、 Interaktion 等にあてられた訳語・音写語であり、原語では広義には二つ以上の存在が互いに影響を及ぼしあうことを指している。 ヨーロッパ系の言語では、interaction（英語・フランス語）、Interaktion（ドイツ語）などと表記され、同系統の言葉である。根本にある発想が同一であり、国境や分野を超えてその根本概念は共有されている。一方、日本語には、あくまで前述の語の訳語として登場し、「交互作用」「相互作用」「相互交流」などの様々な訳語、あるいは「インタラクション」などの音写語などもあり、用いられる分野ごとに様々な表記で用いられている。ただし、これらのいかなるの訳語・音写語があてられていようが、等しく重要な概念である。 ヨーロッパ圏の人が interaction という語を使う時、その語の他分野での用法なども多かれ少なかれ意識しながら使っていることは多い。一方、訳語というものは絶対的なものではなく、同一分野ですら時代とともに変化することがある。原著で同一の語で表記されているものが、訳語の選択によって概念の連続性が分断されてしまい歴史が読み取れなくなることは非常に不便であるし、訳語の異同によって分野ごとに細分化されては原著者の深い意図が汲み取れなくなる恐れもある。よって、これらを踏まえて本項ではヨーロッパ諸言語で interaction 系の語（派生語の interactive なども含む）で表記される概念についてまとめて扱うこととし、各分野における標準的な和訳と、その分野での具体的な用法や概念の展開について、広く解説することにする。.
運動量
運動量（うんどうりょう、）とは、初等的には物体の運動の状態を表す物理量で、質量と速度の積として定義される。この意味の運動量は後述する一般化された運動量と区別して、運動学的運動量（あるいは動的運動量、kinetic momentum, dynamical momentum）と呼ばれる。また、角運動量 という運動量とは異なる量と対比する上で、線型運動量 などと呼ばれることもある。 日常生活において、物体の持つ運動量は、動いている物体の止めにくさとして体感される。つまり、重くて速い物体ほど運動量が大きく、静止させるのに大きな力積が必要になる。 アイザック・ニュートンは運動量の時間的変化と力の関係を運動の第2法則として提示した。 解析力学では、上述の定義から離れ、運動量は一般化座標とオイラー＝ラグランジュ方程式を通じて与えられる。この運動量は一般化座標系における一般化速度の対応物として、一般化運動量 と呼ばれる。 特にハミルトン形式の解析力学においては、正準方程式を通じて与えられる正準変数の一方を座標と呼び他方を運動量と呼ぶ。この意味の運動量は、他と区別して、正準運動量 と呼ばれる。また、正準運動量は、正準方程式において座標の対となるという意味で、共役運動量 と呼ばれる。運動量は、ハミルトン形式の力学では、速度よりも基本的な量であり、ハミルトン形式で記述される通常の量子力学においても重要な役割を果たす。 共役運動量と通常の運動学的運動量の違いが際立つ例として、磁場中を運動する電子の運動の例が挙げられる（#解析力学における運動量も参照）。電磁場中を運動する電子に対してはローレンツ力が働くが、このローレンツ力に対応する一般化されたポテンシャルエネルギーには電子の速度の項があるために、共役運動量はラグランジアンのポテンシャル項に依存した形になる。このとき共役運動量と運動学的運動量は一致しない。また、電磁場中の電子の運動を記述する古典的ハミルトニアンでは、共役運動量の部分がすべて共役運動量からベクトルポテンシャルの寄与を引いたものに置き換わる。.
非線形光学
非線形光学（ひせんけいこうがく、英語：nonlinear optics）とは、非常に強い光と物質が相互作用する場合に起きる、非線形の（つまり、光の電磁場に比例しない）物質の多彩な応答（現象）を扱う分野。レーザーの出現によって発展した分野であるが、レーザー自体の中でも非線形光学効果は本質的な役割を果たし、その特性をも支配する。 量子光学と深く関連している。 屈折率や吸収率など光学材料の光学定数は、光が弱いときは定数とみなせる。しかし、光が強くなる（非線形性を考える必要がある）と光強度の依存して変化するようになる。このように、光の物質の相互作用の非線形性に由来する現象を非線形光学現象という。.
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計算機科学
計算機科学（けいさんきかがく、computer science、コンピュータ科学）とは、情報と計算の理論的基礎、及びそのコンピュータ上への実装と応用に関する研究分野である。計算機科学には様々な下位領域がある。コンピュータグラフィックスのように特定の処理に集中する領域もあれば、計算理論のように数学的な理論に関する領域もある。またある領域は計算の実装を試みることに集中している。例えば、プログラミング言語理論は計算を記述する手法に関する学問領域であり、プログラミングは特定のプログラミング言語を使って問題を解決する領域である。.
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誘導放出
誘導放出（ゆうどうほうしゅつ、stimulated emission）とは、励起状態の電子（あるいは分子）が、外部から加えた電磁波（光子）によってより低いエネルギー準位にうつり、その分のエネルギーを電磁波として放出する現象である。このとき放出される光子は、外部から入射した光子と同じ位相、周波数、偏光を持ち、同じ方向に進む。 誘導放出を利用することで、光を位相や波長を揃えて（コヒーレントに）増幅することができ、レーザーの発振などに応用されている。.
超短パルス
超短パルス（ちょうたんパルス、Ultrashort pulse）は、数ピコ秒以下の時間的オーダーの電磁パルス。2014年現在はフェムト秒(10^ 秒)からアト秒(10^ 秒)の時間的オーダーのものを言うことが多い（光学機器の発達に伴い年々パルス幅は短くなっている）。 超短パルスは光学スペクトルが広がっており、モード同期したレーザー発振器で発生する。 空気を含めた様々な物質で非線形な相互作用を引き起こす強度がある事がある。この過程は非線形光学の分野で研究されている。.
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黒体放射
黒体放射（）とは黒体が放出する熱放射で黒体の温度のみで定まり、実在する物体の放射度は、概して黒体の放射度よりも小さく、黒体放射の波長はプランクの放射式によって理論的に定まる。 温度が低いときは赤っぽく、温度が高いほど青白くなる。夜空に輝く星々も青白い星ほど温度が高い。温度はK（ケルビン）で表示される。 理想的な黒体放射をもっとも再現するとされる空洞放射が温度のみに依存するという法則は、1859年にグスタフ・キルヒホフにより発見された。以来、空洞放射のスペクトルを説明する理論が研究され、最終的に1900年にマックス・プランクによりプランク分布が発見されたことで、その理論が完成された。 物理的に黒体放射をプランク分布で説明するためには、黒体が電磁波を放出する（電気双極子が振動する）ときの振動子の量子化を仮定する必要がある（プランクの法則）。つまり、振動子が持ちうるエネルギー は振動数 の整数倍に比例しなければならない。 この比例定数 は、後にプランク定数とよばれ、物理学の基本定数となった。これは、物理量は連続な値をとり量子化されない、とする古典力学と反する仮定であったが、1905年にアルベルト・アインシュタインがこのプランクの量子化の仮定と光子の概念とを用いて光電効果を説明したことにより、この量子化の仮定に基づいた量子力学が築かれることとなった。.
量子力学
量子力学（りょうしりきがく、quantum mechanics）は、一般相対性理論と同じく現代物理学の根幹を成す理論として知られ、主として分子や原子、あるいはそれを構成する電子など、微視的な物理現象を記述する力学である。 量子力学自身は前述のミクロな系における力学を記述する理論だが、取り扱う系をそうしたミクロな系の集まりとして解析することによって、ニュートン力学に代表される古典論では説明が困難であった巨視的な現象についても記述することができる。たとえば量子統計力学はそのような応用例の一つである。従って、生物や宇宙のようなあらゆる自然現象もその記述の対象となり得る。 代表的な量子力学の理論として、エルヴィン・シュレーディンガーによって創始された、シュレーディンガー方程式を基礎に置く波動力学と、ヴェルナー・ハイゼンベルク、マックス・ボルン、パスクアル・ヨルダンらによって構成された、ハイゼンベルクの運動方程式を基礎に置く行列力学がある。ただしこの二つは数学的に等価である。 基礎科学として重要で、現代の様々な科学や技術に必須な分野である。 たとえば科学分野について、太陽表面の黒点が磁石になっている現象は、量子力学によって初めて解明された。 技術分野について、半導体を利用する電子機器の設計など、微細な領域に関するテクノロジーのほとんどは量子力学を基礎として成り立っている。そのため量子力学の適用範囲の広さと現代生活への影響の大きさは非常に大きなものとなっている。一例として、パソコンや携帯電話、レーザーの発振器などは量子力学の応用で開発されている。工学において、電子工学や超伝導は量子力学を基礎として展開している。.
量子テレポーテーション
量子テレポーテーション（りょうしテレポーテーション、英:Quantum teleportation）とは、古典的な情報伝達手段と量子もつれ (Quantum entanglement) の効果を利用して離れた場所に量子状態を転送することである。 テレポーテーションという名前であるものの、粒子が空間の別の場所に瞬間移動するわけではない。量子もつれの関係にある2つの粒子のうち一方の状態を観測すると瞬時にもう一方の状態が確定的に判明することからこのような名前がついた。また、この際に粒子間で情報の伝達や物理的作用は起こっていない。これは、観測により任意の量子状態を実現することは不可能であることからもわかる。したがって、量子テレポーテーションを用いれば超光速通信が実現できるなどということはない。 古典的な情報転送の経路を俗に古典チャンネルなどと言うことに対し、量子もつれによる転送をアインシュタイン＝ポドルスキー＝ローゼン (Einstein-Podolsky-Rosen; EPR) チャンネルと呼ぶ。EPR相関から来ている。古典チャンネルでは任意の量子状態を送ることはできず、量子状態を送るには系自体を送信するか、量子テレポーテーションを用いる必要がある。.
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量子ホール効果
量子ホール効果（りょうしホールこうか、quantum hall effect）は、半導体‐絶縁体界面や半導体のヘテロ接合などで実現される、2次元電子系に対し強い磁場（強磁場）を印加すると、電子の軌道運動が量子化され、エネルギー準位が離散的な値に縮退し、ランダウ準位が形成される現象を指す。ランダウ準位の状態密度は実際の試料では不純物の影響によってある程度の広がりを持つ。この時、フェルミ準位の下の電子は、波動関数が空間的に局在するようになる。これをアンダーソン局在という。 そして絶対温度がゼロ度（.
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量子エレクトロニクス
量子エレクトロニクス（りょうしエレクトロニクス、英語：quantum electronics）とは微視的環境における電子と光子の振る舞いにおける量子力学の効果を扱った物理学の分野である。 今日ではさまざまな知見が得られていて他の分野に波及している。固体物理学には量子力学が取り入れられ電子の振る舞いが明らかになった。半導体物理において研究が進み電子工学に応用される。 この分野は光子が電子に影響を受けるレーザーの基礎的過程（吸光、自発的放出、誘導放出）をも取り扱う。 1950年代から70年代にかけて研究が進んだ。今日、量子光学の研究の成果は原子物理や固体物理だけでなく幅広い分野で使用されている。.
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量子情報
量子情報（りょうしじょうほう、quantum information）は、量子力学に基づいて状態が決定する情報のことである。二値もしくはそれらの状態の重ね合わせによって表現される。.
自然放出
自然放出（しぜんほうしゅつ、英語:spontaneous emission）とは、光源となる物質 (原子、分子、原子核など) が励起状態からよりエネルギーの低い量子状態 (たとえば基底状態) へ移り、その際に光子を放出する過程のことである。 自然放出と誘導放出の異なる点は、自然放出の場合には自発的に励起状態から別のエネルギー状態への遷移が起こることであり、自然放出による光の強さは、外部から入力される光の強さに比例しない。 半古典論による取り扱いでは自然放出は記述できず、誘導放出しか理論に現れない。量子化された光を用いることで自然放出が記述できるようになる。量子化された電磁波 (つまり調和振動子の集まり) の零点振動に誘起されるものが自然放出である。 自然放出は多くの自然現象で重要な役割を果たし、応用面においても、蛍光灯や、テレビなどのモニターに用いられるブラウン管、プラズマディスプレイ、発光ダイオード (LED) などに利用されている。.
自発的パラメトリック下方変換
SPDC過程の概略図。保存則は結晶内部のエネルギーと運動量に関するものであることに注意。 自発的パラメトリック下方変換（Spontaneous parametric down-conversion、SPDC、パラメトリック蛍光、またはパラメトリック散乱とも）は量子光学における重要な過程であり、特にエンタングルされた光子対や単一光子の源として使われる。.
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離散空間
数学の位相空間論周辺分野における離散空間（りさんくうかん、discrete space）は、その点がすべてある意味で互いに「孤立」しているような空間で、位相空間（またはそれと同様の構造）の非常に単純で極端な例の一つを与える。.
電子
電子（でんし、）とは、宇宙を構成するレプトンに分類される素粒子である。素粒子標準模型では、第一世代の荷電レプトンに位置付けられる。電子は電荷−1、スピンのフェルミ粒子である。記号は e で表される。また、ワインバーグ＝サラム理論において弱アイソスピンは−、弱超電荷は−である。.
電子工学
電子工学（でんしこうがく、Electronics、エレクトロニクス）は、電気工学の一部ないし隣接分野で、電気をマクロ的に扱うのではなく、またそのエネルギー的な側面よりも信号などの応用に関して、電子の（特に量子的な）働きを活用する工学である。なお、電気工学の意の英語 electrical engineering に対し、エレクトロニクス（electronics）という語には、明確に「工学」という表現が表面には無い。.
電磁場
電磁場（でんじば,, EMF）、あるいは電磁界（でんじかい）は、電場（電界）と磁場（磁界）の総称。 電場と磁場は時間的に変化する場合には、互いに誘起しあいながらさらにまた変化していくので、まとめて呼ばれる。 電磁場の変動が波動として空間中を伝播するとき、これを電磁波という。 電場、磁場が時間的に一定で 0 でない場合は、それぞれは分離され静電場、静磁場として別々に扱われる。 電磁場という用語を単なる概念として用いる場合と、物理量として用いる場合がある。 概念として用いる場合は電場の強度と電束密度、あるいは磁場の強度と磁束密度を明確に区別せずに用いるが、物理量として用いる場合は電場の強度と磁束密度の組であることが多い。 また、これらの物理量は電磁ポテンシャルによっても記述され、ラグランジュ形式などで扱う場合は電磁ポテンシャルが基本的な物理量として扱われる。このような場合には電磁ポテンシャルを指して電磁場という事もある。 電磁場のふるまいは、マクスウェルの方程式、あるいは量子電磁力学(QED)によって記述される。マクスウェルの方程式を解いて、電磁場のふるまいについて解析することを電磁場解析と言う。.
電磁場の量子化
電磁場の量子化（でんじばのりょうしか）とは、電磁場を量子化することである。量子化によって電磁場は光子の集まりであることがわかる。つまり、光子の状態を表す電磁ポテンシャルの時間微分が電場、空間微分が磁場である。 電磁場の量子化には2通り考えられる。1つ目の方法は、場の量子論の知識によって古典的な電磁場を量子化して、量子化された電磁場を得る方法である。 2つ目の方法は、古典電磁気学と解析力学によって「古典的な電磁場は、無限個の古典的な調和振動子の集まりと等価である」ことを示し、その調和振動子を量子力学の知識によって量子化する。すると無限個の量子的な調和振動子を得られるが、それを量子化された電磁場と考える。以下ではこちらの方法について述べる。.
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電磁波
電磁波（でんじは ）は、空間の電場と磁場の変化によって形成される波（波動）である。いわゆる光（赤外線、可視光線、紫外線）や電波は電磁波の一種である。電磁放射（）とも呼ばれる。現代科学において電磁波は波と粒子の性質を持つとされ、波長の違いにより様々な呼称や性質を持つ。通信から医療に至るまで数多くの分野で用いられている。 電磁波は波であるので、散乱や屈折、反射、また回折や干渉などの現象を起こし、 波長によって様々な性質を示す。このことは特に観測技術で利用されている。 微視的には、電磁波は光子と呼ばれる量子力学的な粒子であり、物体が何らかの方法でエネルギーを失うと、それが光子として放出される。また、光子を吸収することで物体はエネルギーを得る。.
Qスイッチ
Qスイッチとは、ジャイアントパルス（エネルギーの高いレーザー光）を得るために使用されるレーザーの技術。 一般的に、励起→反転分布→誘導放出の過程を経て得られる光の増幅はそう大きくない。 そこで、Q-スイッチ法では非常に多数の原子が励起状態になるまでQ値を低くして発振を抑え、十分に多くなったのち再びQ値を高くし発振させる方法である。 例えるなら、ダムに貯まった水を一気に放出するようなものである。 具体的な方法としてレーザー媒質と出力ミラーの間に回転プリズムや吸収体を置いたり、出力ミラー自身の位置を変えるといったさまざま方法がとられる。 Category:光学 Category:レーザー.
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水素
水素（すいそ、hydrogenium、hydrogène、hydrogen）は、原子番号 1 、原子量 1.00794の非金属元素である。元素記号は H。ただし、一般的には「水素」と言っても、水素の単体である水素分子（水素ガス） H を指していることが多い。 質量数が2（原子核が陽子1つと中性子1つ）の重水素（H）、質量数が3（原子核が陽子1つと中性子2つ）の三重水素（H）と区別して、質量数が1（原子核が陽子1つのみ）の普通の水素（H）を軽水素とも呼ぶ。.
波動関数
波動関数（はどうかんすう、wave function）は、もともとは波動現象一般を表す関数のことだが、現在では量子状態（より正確には純粋状態）を表す複素数値関数のことを指すことがほとんどである。.
振動
振動（しんどう、oscillation、vibration）とは、状態が一意に定まらず揺れ動く事象をいう。英語では、重力などによる周期が長い振動と、弾性や分子間力などによる周期の短い振動は別の語が充てられるが、日本語では周期によらず「振動」という語で呼ばれる。周期性のある振動において、単位時間あたりの振動の数を振動数（または周波数）、振動のふれ幅を振幅、振動の一単位にかかる時間を周期という。 振動は、同じ場所での物質の周期的な運動であるが、物理学においてさまざまな現象の中に現れ、基本的な概念の一つとして扱われる。物理的にもっとも単純な振動は単振動である。また、振動する系はそれぞれ固有振動（数）をもつ。振動の振幅を減少させる要因がある場合には、振動が次第に弱まる減衰振動となる。外部から一定の間隔で力を与えることなどにより振動を引き起こすことを強制振動とよぶ。強制振動の振動数がその系の固有振動数に近い場合、共振（または共鳴とも）を引き起こす。古典物理学だけでなく、電磁気学では電気回路や電場・磁場の振動を扱い、またミクロな現象を扱う現代物理学などにおいても、振動は基本的な性質である。 波動現象は、振動が時間的変化にとどまらず空間的に伝わっていく現象であり、自然現象の理解になくてはならない基礎概念へと関連している。.
