非金属材料で構成する多重極限用希釈冷凍機の開発と応用

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07554008
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 佐藤 武郎 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (00004424)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 本河 光博 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30028188)
• Keywords: 非金属希釈冷凍機 / 超低温・強磁場 / 核スピン偏極量子液体

Research Abstract

本研究は、我々が開発してきた^4He-循環式希釈冷凍機(^4He-DR)の特徴を活用して、(1)^4He-DRの主要部を非金属材料で構築し渦電流に発熱が無い希釈冷凍機を実現すること、(2)この^4He-DRを6T程度の磁場下で動作させ、定常状態として30%以上の核スピン偏極した液体^3Heを実現することを主目的としている。
第1の目的に対して、混合室と熱交換室の非金属化は成功し、8mKを定常的に得る段階に到っている。分離室の非金属化は、サファイヤ微粒子の焼結がむづかしく、今後解決していく課題となっている。
第2の目的に対して、6Tの磁場下において、50mKで平衡状態の10倍近い核スピン偏極度を達成した。しかし、我々の目標である30倍程度の偏極度には程遠い段階である。我々の得た結果は、我々のアイディアが有望であることを示しているので、^4He循環量を増大させるなどの改良を行い更に開発研究をつづける予定である。

Research Products

• [Publications] S.N.Burmistrov: "Experimental and Theoretical Problems of the Quantum Phase-Separation Kinetics of Liquid ^3He-^4He Mixtures" Journal of Low Temperature Physics. 110. 479-484 (1998)
• [Publications] T.Satoh: "Quantum Nucleation" Quantum Coherence and Decoherence(Elsevier). 93-98 (1996)
• [Publications] S.N.Burmistrov: "Quantum Nucleation in Supersaturated Liquid ^3He-^4He Mixtures" Czechoslovak Journal of Physics. 46. 195-196 (1996)
• [Publications] S.N.Burmistrov: "Sound Transmission Phenomena and Phase-Separation Kinetics at the Superfluid-Normal Interface of Liquid ^3He-^4He Mixtures" Physical Review B. 52. 12867-12872 (1995)