超流動ヘリウム-3の流れ状態の研究

• Project/Area Number: 60203003
• Research Category: Grant-in-Aid for Special Project Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 楢原 良正 筑波大学, 物, 教授 (40015508)
• Project Period (FY): 1985
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1985)
• Budget Amount: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 1985: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: ヘリウム / 白金パルスNMR温度計 / LaCMN温度計 / 核断熱消磁

Research Abstract

温度測定を確立するためLaCMN温度計を安定に働くようにし、白金-パルスNMR温度計を自作した。核断熱消磁装置で生成した超低温の維持が劣るので、その熱侵入の原因を検討し、振動による効果が大きい事を確認した。
LaCMN温度計による温度測定を相い補う目的で白金-パルスNMR温度計を自作した。使用周波数は250KHzである。現在の成果は入力インピーダンスZin=1MΩで250KHz±1KHzで位相と周波数が線型な関係にあり有効最大入力がVmax【>!-】4mBrmsである。前置増巾器の入力換算ノイズは 〈Vn〉rms=1.08μVrmsであり、出力表示と信号の関係が表示最小桁まで線形関係となる事が望ましいが60dBであった。 free induction decay信号を観測し、【T(^*_2)】は約500μsecである。20mKから1Kまでの温度でLaCMN温度計と比較を行い両者にCurie則がなりたち、白金温度計をLaCMNで較正できる事が明らかになった。白金の縦緩和時間【T_1】の測定をし正しい【T_1】を得た。
我々の核断熱消磁装置を使い、上の白金NMR温度計により最低温度約750μKに達したが、短時間で温度が上昇しヘリウム実験を行うには不適当であった。LaCMN温度計を用い熱流入を測定し、磁場零で20nWで磁場を加えると1,000nW以上にさえなった。消磁用銅線束の固定法や装置周囲の環境にも依存する。この原因究明のため消磁段の5ヶ所にコイルを巻き誘導起電力を測定した。消磁用磁場の勾配が急な所に巻いたコイルに大きな起電力を観測し、磁場と共に増加する。消磁段の固定方法、同じ建物内の大きな機械の運転により起電力が変化する事から、消磁段が磁場中で振動し、発熱源と推定出来る。起電力等をもとにし発熱量を評価し、上の熱侵入直接測定と定性的に一致する事から振動が熱侵入の一つの要因である事を確めた。振動のフーリエ変換から20Hzと120Hz近傍に主な振動周波数がある。この振動を除くため、防振架台に変える準備をしている。