白金微粒子を用いた2段核断熱消磁法によるヘリウム3-4混合液の超流動探索

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09440140
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 畑 徹 大阪市立大学, 理学部, 助教授 (10156333)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松原 明 大阪市立大学, 理学部, 助手 (00229519) ; 石川 修六 大阪市立大学, 理学部, 講師 (90184473)
• Keywords: ヘリウム3-4混合液 / 超流動 / 核断熱消磁法 / 界面熱抵抗 / 粘性 / 超低温 / 白金微粒子 / 熱交換器

Research Abstract

今年度は冷却装置の改良、測定セルの製作および測定系のチェックを行った。冷却装置の改良については、大型の希釈冷凍機にセットされている6T-8Tの超伝導磁石を8T-15Tの超伝導磁石に置き換えることが主眼であったが、これに伴う断熱真空ケースの製作も同時に行った。断熱消磁部の核ステージは設計を終え製作段階に入った。測定セルについては、シミュレーションにより熱交換器の適正サイズを数式化した。熱交換器用の白金微粒子に関しては、サイズをコントロールして表面積の大きなものの製作を特別に依頼した。表面積測定の結果、グラム当たり33平方メートルで、熱交換器への使用に十分であることがわかった。最低温度を決定する要素として混合液への熱侵入が上げられるが、これについては過去の混合液冷却の文献およびわれわれの以前の実験より、その原因を探り、セルのプラスティックに問題があると判断している。その要因はプラスティックに含まれるプロトンの大きな核比熱と長い緩和時間と考えられ、外部からの熱侵入と区別がつきにくいのが特徴である。この熱侵入を抑えるためには、プラスティックの量をできるだけ少なくすることおよび磁場中に置かないようにすることである。そこで、磁場中では核比熱を持たない、または核比熱が非常に小さい物質を採用する予定で、その検討に入っている。測定系のチェックでは、購入した高精度自動容量ブリッジの性能テストをヘリウム3の融解圧力温度計で行い十分な精度であることが確認できた。シンセサイザーとロックインアンプを用いた粘性測定のための振動線センサーの共鳴振動のチェックも行った。