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Department of Applied Quantum Physics and Nuclear Engineering量子物理工学科[Ⅲ群]

Department Overview 学科概要

ミクロな物理現象の解明と応用で、人類社会の発展に貢献する

九大工学部に新設された量子物理工学科は、量子が持つ機能を物理学の立場で使いこなし、新しい技術を開拓する挑戦的な学問分野へとつづく道です。

近代物理学の新しい学問体系である量子力学と相対性理論の出現はそれまでの物質や時間・空間に対する認識を一新させました。これにより原子核、原子、分子、電子などのミクロな実体から、その集合体である物質、さらには宇宙という巨大な世界までを体系的に理解できるようになりました。

同時に、この学問体系は半導体や超伝導体などの開発、加速器や電子顕微鏡を用いた先端計測、放射線・粒子線を用いた医療応用、原子力や核融合などのエネルギー開発といった様々な技術の基盤となり、我々の生活を豊かにしてきました。これからも、スマート社会を支える高度な情報処理技術やデバイス、医療や先端研究で用いる高感度センサー、将来のエネルギー源、環境保全の基盤技術など、量子物理は最先端の技術創成に欠くことができません。

 

量子物理工学科では量子力学や相対性理論とともに力学、電磁気学、熱力学、統計力学などの現代物理学を構成する基礎的学問を系統的に学修します。その上で応用物理学、量子ビーム、加速器工学、原子核/原子力工学などについても学ぶことで量子物理の基礎と工学応用へのセンスを身につけます。これにより、大きく変わりゆく時代に柔軟に対応し、新しい時代の科学と工学を自ら切り拓いていく力強い技術者や研究者を育成します。

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卒業後の進路、就職先、研究室の詳細情報等については、下記のページを参照ください。

Introduction Movie 学科紹介動画

Voices of Seniors 先輩の声

先輩たちの声を覗いてみましょう。

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Department Policy 学科ポリシー

  • アドミッション・ポリシー(入学者受け入れの方針)

    (1)工学部が求める学生
    本学では、本学教育憲章の理念と目的を達成するために、高等学校等における基礎的教
    科・科目の幅広い履修を基盤とし、大学における総合的な教養教育や専門基礎教育を受けて
    自ら学ぶ姿勢を身に付け、さらに進んで自ら立てた問いを創造的・批判的に吟味・検討する
    とともに、他者と協働しながら幅広い視野で問題解決にあたる力を持つ人間へと成長する
    学生を求めている。
    加えて、工学部では、高等学校等までに学習した国語、英語、数学、理科、社会の学力を
    有したうえで、物理学や化学など自然科学の原理と法則を理解し、幅広い教養と倫理観およ
    び国際的視野を併せ持って文明の持続的発展を支える「ものづくり」を先導する技術者、研
    究者として成長したいという強い意欲と適性を持った学生を求めている。したがって、以下
    の観点が重要である。
    1) 知識・技能:
    ・ 高等学校等における基礎的教科・科目の履修を通して獲得される知識・技能
    2) 思考力・判断力・表現力等の能力:
    ・ 多面的に考え、客観的に批判し、自分の言葉で人に伝える資質
    ・ 広く応用力・創造力・国際性を獲得するために努力を惜しまない姿勢
    3) 主体性を持って多様な人々と協働して学ぶ態度:
    ・ 多様性を尊重する態度と異なる考えに共感する寛容性
    ・ 常に自らを向上させようとする意欲

     

    (2)各学科が求める学生(総合型選抜を実施する学科のみ記載

    〇量子物理工学科
    真理の追求と最先端の物理学の工学への応用を目指すため、高等学校の基本科目
    (数学、物理、化学)を熱心に学んできたと自負し、「人間の奥行き」を重視して、
    国語、外国語、社会科学など文化諸科目の修得にも等しく情熱を有する学生

  • カリキュラムポリシー(教育課程の編成・実施方針)

    工学部では、「基幹教育」と「専攻教育」を通して、工学分野における専門性、先導性、学際性、国際性を有する人材を育成する。本学科では、九州大学工学部及び工学系学府の学士・修士一貫型教育の方針に則り、次のとおりカリキュラムを編成する。

    【工学部共通教育】(1年次)
    「主体的な学び・協働」と「工学分野共通の知識・能力・ものの考え方」を身に付け、「社会における工学の価値の理解」を涵養する基盤として、基幹教育科目及び専攻教育科目に、学科を問わず工学部生全員が履修する学部共通教育として必修科目を設ける。
    なお、ビッグデータ解析、IoT、AIなどの発展に伴い情報教育の重要性が高まっていることを受け、基幹教育及び専攻教育に、工学部生の必修科目として情報系基礎科目を設定する。

    〈工学部共通・基幹教育科目〉
    アクティブ・ラーニングを重視する科目(基幹教育セミナー、課題協学科目)、ICT国際社会に必要な能力の向上を目指す科目(「サイバーセキュリティ基礎論」、「プログラミング演習」)、教養としての言語運用能力修得と異文化理解を目指す科目(学術英語、初修外国語)、工学の専攻教育に繋がる基礎的知識を学ぶ科目(理系ディシプリン科目)、様々な分野の思考法を学ぶ科目(文系ディシプリン科目)、ライフスキルの向上を目指す科目(健康・スポーツ科目)、多様な知識の獲得と学びの深化を目指す科目(総合科目)などの基幹教育科目を通して、「主体的な学び・協働(A-1,2)」「表現・発表力(A-3)」「工学分野共通の知識・能力・ものの考え方(B-1)」を培う。

    〈工学部共通・専攻教育科目〉
    工学の社会的役割に対する意識を醸成する科目「工学倫理」を通して「社会における工学の価値の理解(D-1)」を育成する。

    〈情報系基礎科目〉
    工学系人材の必要最低限の情報リテラシー科目(「サイバーセキュリティ基礎論」、「プログラミング演習」、「データサイエンス序論」)を通して「工学分野共通の知識・能力・ものの考え方(B-2)」を育成する。

    【学科群共通教育】(2年次春学期・夏学期)
    「専門分野の知識・能力・ものの考え方」を包括的・総合的に身に付け、工学分野間の融合を担う人材を育成する基盤として、当該学科が位置づく学科群共通の必修科目を開設する。
    「Ⅲ群:機械系」では、この学科群共通教育を通して、機械系工学の諸問題に関する関心の裾野を拡げ、2年次後期からの学科における学士・修士一貫型専攻教育のための土台を築く。
    具体的には、基幹教育科目(学科群指定科目)として、1年次に配置する「無機物質化学Ⅱ」に加え「数理統計学」を必修科目とする。また、学科群共通・専攻教育科目として、「材料力学Ⅰ」、「材料力学Ⅱ」、「工業力学」、「熱力学Ⅰ」、「流れ学Ⅰ」、「現代物理学入門」、「工学概論」、「ベクトル解析と微分方程式」を必修科目とする。これらの授業科目を通して、「知識・理解(B-3)」を保証する。

    【学士・修士一貫型専攻教育】(2年次秋学期~4年次)
    1年次から2年次夏学期までの学修を踏まえて、2年次秋学期からは講義、演習、実験、実習・実技型の教育形態を効率的に利用した専門基礎科目及び専門科目の履修を通して、「知識・理解、能力、実践(B,C,D)」を育成する。
    そのうえで、学科の必修科目、選択科目、大学院連携科目を通して以下の通り、学修目標の達成に向けた学修を進める。
    まず物理現象を理解するための基礎となる力学、電磁気学を履修した後、ミクロな現象を理解するうえで基軸的な学問となる量子力学、統計力学、原子核物理学等の科目、物理現象の数学的な記述・理解に必要な微分方程式や複素関数等に関する科目の履修を通じて「知識・理解(B-1,2,3,4,5,6,7,8)」を育成する。
    さらに、いずれもミクロな現象を扱う物理学の工学的応用に関わる固体物理学やそれに関連する科目、原子力・核融合システムに関する科目、量子線の学理や計測技術、さらにはデータ解析に関する科目を履修することにより「適用・分析能力(C-1)」、「創造・評価能力(C2)」を育成する。
    また、大学院への接続も踏まえて、量子科学に関する最先端の技術開発の理解を深めるために、学外・産業界から招聘した講師による特別講義により、「実践(D-1、2、3、4、5)」を育成する。

    【卒業研究】(4年次)
    教育課程の履修を通じて修得した知識・能力・ものの考え方を総合的・統合的に発揮して、仮説検証型・課題解決型の学修に実践的に取り組み、問題発見能力や問題解決能力を高めるための一つの極めて重要な学修経験として、卒業研究を課す。学士・修士一貫型教育の学士課程最終年度に取り組む本課題は、学生の一人一人が教育課程の前半期における自己の学びを振り返り、後半期に向けて専門性をより高度な水準に鍛え上げていくための重要な契機とする。

    【継続的なカリキュラム見直しの仕組み】
    カリキュラムは、二つの分節に区分して運用する。第1分節の「基盤」期(1年次~3年次)には、工学部共通教育と学科群共通教育を通して基盤的な学びの姿勢と知識・理解(主体性・専門性)を修得した上で、学士・修士一貫型専攻教育の前半期の学びに取り組み、発展的な知識・理解およびその活用力(専門性・先導性)を修得することが期待される。第2分節の「統合」期(4年次)には、学士・修士一貫型専攻教育の前半期の学びを振り返り、知識・能力の統合と新しい知識を創出する能力(先導性・国際性・学際性)を修得することが期待される。
    当該分節の中で焦点化した学修目標の達成度は、それぞれの分節の終盤に、以下の方針(アセスメント・プラン)に基づいて評価し、その評価結果に基づいて、授業科目内の教授方法や授業科目の配置等の改善の必要がないかを「カリキュラム検討委員会」において検討することで、教学マネジメントを推進する。

    《アセスメント・プラン》
    ・「基盤」期の評価:3年次までの工学部共通教育、学科群共通教育、学士・修士一貫型専攻教育の学修成果について、学修目標達成度調査に基づいて検証する。
    ・「統合」期の評価:4年次の学士・修士一貫型専攻教育の学修成果について、学修目標達成度調査に基づいて検証する。

  • ディプロマ・ポリシー(学位授与の方針)

    工学部の教育の目的
    本学部は、「九州大学教育憲章」に則り、主体性と工学分野の専門性、先導性、学際性、国際性の育成を目指す学士・修士一貫型教育における学士課程の教育を通して工学の専門性を活かしたジェネラリスト、及び高い倫理感と国際性をもって我が国の工業技術を先導し、人類社会の課題解決に貢献する工学のプロフェッショナルの基盤を培うことを目的としている。
    この工学部共通の目的の下に展開する各学科における教育目標を達成した者に、学士(工学)の学位を授与する。

    学科の教育の目的
    量子物理工学は、真理の追求と最先端の物理学の工学への応用という観点のもとに、ミクロからマクロにわたる視野で物理現象を理解し、現代社会の問題解決と持続可能な社会の構築を探求する学問である。本学科では、応用物理学、量子科学、原子核工学等に係る基礎的学問の深い理解をもとに、新しい量子現象の観察やその応用、量子ビームに関わる技術の深化や医療・生命分野等多方面への応用、新規な材料の開発、エネルギー開発、環境保全等の分野において、世界的に活躍できる研究者・技術者の育成を組織的に養成するために、以下を教育目標としている。
    ・真理の追求と最先端の物理科学の工学への応用を目指し,主体的かつ創造的な視野と能力を身に付けること。
    ・個々の専門分野で高度の専門性を持ち,同時に理工系全般にわたる学問的素養を幅広く身につけた,総合的・複眼的観点から大胆かつ柔軟に発想する想像力を身に付けること。

    参照基準
    ・OECD (2011), “A Tuning-AHELO Conceptual Framework of Expected Desired/Learning Outcomes in Engineering”, OECD Education Working Papers, No. 60, OECD Publishing, Paris.
    https://doi.org/10.1787/5kghtchn8mbn-en.)
    ・International Engineering Alliance (2013), “Graduate Attributes and Professional Competencies.”
    (https://www.ieagreements.org/assets/Uploads/Documents/Policy/Graduate-Attributes-and-Professional-Competencies.pdf)
    ・European Network for Accreditation of Engineering Education (ENAEE)(2015), “EUR-ACE Framework Standards and Guidelines.”
    (https://www.enaee.eu/wp-content/uploads/2018/11/EUR-ACEFramework-Standards-and-Guidelines-Mar-2015.pdf)
    ・日本技術者教育認定機構『日本技術者教育認定基準-共通基準(2019年度〜)』(https://jabee.org/doc/2019kijun.pdf
    ・日本技術者教育認定機構『日本技術者教育認定基準-個別基準(2019年度〜)』(https://jabee.org/doc/Category-dependent_Criteria2019.pdf

    学修目標
    A.主体的な学び・協働
    A-1. (主体的な学び)専門的知識と教養を元に、自ら問題を見出して批判的に吟味・検討するとともに、それを解決すべく自主的に学修を進めことができる。
    A-2. (協働)様々な人々と議論を行って多方面から問題を検討し、協働して問題解決にあたることができる。
    A-3. 文章表現能力、口頭発表能力および討論能力を持って広く世界と交流し、効率的に情報を吸収・発信できる。

    B.知識・理解
    B-1. 物理学、化学、数学の様々な概念を理解し、その基となる理論で自然科学における現象を説明できる。
    B-2. 情報科学の基礎を理解し、様々なデータから有用な情報を導き出すことができる。
    B-3. 材料力学、機械力学、熱力学、流体力学、現代物理学の基礎を理解し、それを用いて種々の物理現象を説明できる。
    B-4. 古典力学,電磁気学の基礎法則より、多様な力学的現象および電磁現象を説明できる。
    B-5. 物質のマクロな状態変化を熱力学、輸送論により説明できる。
    B-6. ミクロの世界の物理的および化学的現象を量子力学に基づいて説明できる。
    B-7. 統計力学的手法を用いて、微視的描像から巨視的な体系の性質・挙動を説明できる。
    B-8. 理工学分野の多様で複雑な現象を複数の基礎学問的見地から分析できる。

    C.能力
    C-1. 適用・分析
    C-1-1 数式を解析的または数値的に処理できる。
    C-1-2 物理現象を数学的にモデル化し、適切に記述できる。
    C-1-3 物理、化学分野の実験装置を正しく安全に操作することができる。
    C-1-4 実験や計算の結果を客観的に分析し、自分の考えを正確に表現できる。
    C-1-5 広い基礎知識と総合的洞察力を技術開発、研究へ活用できる。
    C-2. 創造・評価
    C-2-1 広い知識を統合的に把握する能力を身に付ける。
    C-2-2 自然科学の方法と論理的思考力を身に付ける。
    C-2-3 表現能力(自分の意見を明瞭に述べる能力)とコミュニケーション能力(討論能力,他分野を理解する能力,語学)を鍛え、広く世界と交流する視点を養う。
    C-2-4 科学技術と社会のかかわりの問題を専門分野の学修を通して理解する能力を身に付ける。
    C-2-5 問題の中身を良く吟味し、それを解決するための方法を提示し、実行できる能力を身に付ける。

    D.実践
    D-1. 技術が社会に及ぼす影響を常に考慮し、社会に対する責任と倫理観を持つ。
    D-2 自ら進んで問題に取り組む積極性を持つ。
    D-3 周りとの協力を進めながら問題解決へ努力する協調性を備える。
    D-4 問題解決にあたり様々なアプローチの可能性を考える。
    D-5 エネルギー問題や環境問題など、地球規模の問題の解決へ自ら寄与しようとする意欲を持つ。