1999 Fiscal Year Annual Research Report
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10640332
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
矢野 英雄 大阪市立大学, 理学部, 講師 (70231652)
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| Keywords | 強相関フェルミ液体 / 1次元フェルミ粒子系 / 朝永-ラッティンジャー液体 / 低次元量子凝縮系 |
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| Research Abstract |
1次元メゾポーラス中に吸着した^3Heについて、「1.量子凝縮相になるか?」、「2.1次元特有の性質が現れるか?」を調べた。^3Heの吸着媒質として、孔径18Å長さ5000〜10000Åの1次元トンネルを形成する多孔質物質FSM-16と、孔径20ÅのTW1を用いた。^3Heは1次元トンネルの壁面に吸着するが、壁面に沿って^3Heが動くとき、周方向の第一励起状態のエネルギーは温度換算で数百mKと計算される。したがって100mK以下では周方向にはノードを持たない波動関数が広がり、1次元フェルミ粒子系が期待できる。
この系の^3Heの状態を、比熱測定により調べた。吸着量に対する比熱の100mKでの等温曲線は1層付近で折れ曲がりを示した。この吸着量以下では比熱は小さく、その温度変化は100mK以下で温度が下がるにつれて上昇する。それに対しこの吸着量以上では、吸着量に比例して比熱が増大し、その温度変化は100mK以下で温度が下がるにつれて減少した。これらの結果は、1層までの^3Heが固相を形成し、それ以上の層では液相を形成することを示している。
液相の性質を詳しく調べるために、第1層の固体層として^4Heを吸着し、5mKまでの低温で比熱を測定した。液相の比熱は60mK以下で温度に比例した。この系が擬1次元系であれば、比熱が温度に比例することからフェルミ液体であると考えられ、低温でスピン密度波状態が観測されると期待される。しかし5mKまでの温度範囲では、この状態は観測されなかった。また、この系が完全な1次元系であれば、比熱が温度に比例することは朝永-ラッティンジャー液体であることを示している。
以上のことから、この系の^3Heは量子凝縮相になることが明らかになった。また、1次元特有の現象は観測されなかったが、1次元性を示唆する結果を得た。
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