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Trapping of superconducting micro-particle -- developement to the measurement of physical properties---

Research Project

Project/Area Number 17K05598
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Atomic/Molecular/Quantum electronics
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

Moriwaki Yoshiki  富山大学, 学術研究部理学系, 教授 (90270470)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松島 房和  富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 教授 (40142236)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords超伝導 / 微粒子 / 磁気トラップ / 超伝導転移温度 / レーザーアブレーション / 超流動ヘリウム / 光散乱 / ミー散乱 / トラップ / ナノ粒子
Outline of Final Research Achievements

Superconducting microparticles are produced by laser ablation of bulk material in a superfluid helium, and one of them is trapped in a space using magnetic field. The target of this study is to clarify the physical properties of this isolated single microparticle. (i) Indium microparticle can be pushed away from the center of the trap by the irradiation of a laser and on stopping the irradiation the particle moves in the trap potential. Analyzing the time evolution of the trace, the shape of the particle or the viscosity of helium were deduced. (ii) Although the scattering light intensity by a single microparticle is very small, we can measure the angle dependence of the scattering light by trapping the particle stably and prolonging the integration time of the observation. Analyzing the angle dependence, we obtained the particle size, and the optical properties of superconducting indium particle at the laser wavelength. These are new information for the indium as long as we know.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

超流動ヘリウム中で微粒子がレーザー照射によって力を受けることは、我々が初めて発見した現象であり,その機構を明らかにすることは重要である他,この力を用いて超流動ヘリウム中の微粒子の運動制御への応用,ヘリウムの物性,微粒子の物性,サイズなどに関する情報が得られると考えられる。超伝導体物質による光散乱(ミー散乱)は我々の調べた範囲では存在しないため,今回初めて測定に成功し,光物性に関する情報を導き出したことに意義がある。また,本手法で生成したレニウム微粒子の超伝導転移温度の大幅な上昇は,これまでの他の手法によるものに匹敵,あるいは上回っており,その機構を解明することは物理的に重要である。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2019 2018 2017

All Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Presentation] What will be done with the magnetically trapped superconducting micro particle?2019

    • Author(s)
      Masato Takamune, Jun Naoi, Shota Sasaki, Mitsutaka Kumakura, Masaaki Ashida, and Yoshiki Moriwaki
    • Organizer
      Optical Manipulation and Structured Materials Conference
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 液体He中でレーザーアブレーションによって生成された超伝導微粒子の磁気トラップⅨ2019

    • Author(s)
      高宗雅人,佐々木照太,熊倉光孝,芦田昌明,松島房和,森脇喜紀
    • Organizer
      日本物理学会2019年秋季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 液体He中でレーザーアブレーションによって生成された超伝導微粒子の磁気トラップX2019

    • Author(s)
      佐々木照太,直井惇,髙宗雅人,近藤大聖,熊倉光孝,芦田昌明,森脇喜紀
    • Organizer
      日本物理学会北陸支部定例学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Property of magnetic trapping of superconducting sub-micron particles2018

    • Author(s)
      Jun Naoi, Yuta Takahashi, Mitsutaka Kumakura, Masaaki Ashida, Fusakazu Matsushima, Yoshiki Moriwaki
    • Organizer
      Optical Manipulation and Structured Materials Conference
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 液体He 中でレーザーアブレーションによって生成された超伝導微粒子の磁気トラップVII2018

    • Author(s)
      直井惇,高宗雅人,松島房和,熊倉光孝,芦田昌明,森脇喜紀
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 液体He 中でレーザーアブレーションによって生成された超伝導微粒子の磁気トラップVIII2018

    • Author(s)
      直井惇,高宗雅人,佐々木照太,松島房和,熊倉光孝,芦田昌明,森脇喜紀
    • Organizer
      日本物理学会北陸支部定例学術講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 液体He中でレーザーアブレーションによって生成された超伝導微粒子の磁気トラップVI2018

    • Author(s)
      高宗雅人, 高橋佑太, 直井惇, 中村吉成, 松島房和, 熊倉光孝A, 芦田昌明B, 森脇喜紀
    • Organizer
      日本物理学会第73回年会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 液体He中でレーザーアブレーションによって生成された超伝導微粒子の磁気トラップIV2017

    • Author(s)
      直井惇,高橋佑太, 松島房和、熊倉光孝、芦田昌明、森脇喜紀
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 液体He 中でレーザーアブレーションによって生成された超伝導微粒子の磁気トラップV2017

    • Author(s)
      直井惇,高橋佑太,高宗雅人,中村吉成,松島房和,熊倉光孝A,芦田昌明B,森脇喜紀
    • Organizer
      日本物理学会北陸支部定例学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Property of magnetic trapping of superconducting sub-micron particles2017

    • Author(s)
      Yuta Takahashi, J. Naoi, K. Yamaguchi, Mitsutaka Kumakura, Masaaki Ashida, Fusakazu Matsushima, Yoshiki Moriwaki
    • Organizer
      Optical Manipulation Conference
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fabrication of Superconducting Micro Particles by Laser Ablation in Superfluid Helium2017

    • Author(s)
      Masaaki Ashida, Yosuke Minowa, Mitsutaka Kumakura, Yuta Takahashi, Fusakazu Matsushima, Yoshiki Moriwaki
    • Organizer
      CLEO
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2017-04-28   Modified: 2023-01-30  

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