2004 Fiscal Year Annual Research Report
SQUID‐NMRによる1次元トンネルに吸着されたヘリウム3の基底状態の研究
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16740198
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
松下 琢 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00283458)
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| Keywords | 1次元フェルミ流体 / 量子流体 / ヘリウム3 / ナノ多孔体 / 吸着ヘリウム膜 / 核磁気共鳴 |
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| Research Abstract |
これまで、多孔体FSM中の2.8ナノメーターの直径の1次元トンネルをヘリウム4で被覆しその上にヘリウム3を浮かした場合、0.1Kの温度近傍で観測される比熱の山が気体ヘリウム3の運動状態の1次元から2次元へのクロスオーバーによるものと解釈されることがわかっていた。これは、1次元トンネルの周がナノメータースケールであるため、周方向の運動状態が離散的になり、その結果、最低励起状態への熱励起が比熱の山を形成することによる。これについて、孔径を2.2および1.8ナノメーターに変えた場合の比熱について調べた。この場合、最低励起エネルギーが孔径が小さくなるに従って大きくなり、比熱の山が高温にシフトすることが期待される。比熱実験の結果、この比熱の山の高温へのシフトを確認した。また、実験結果をモデル計算と比較することでよい一致が得られ、この系において100mKの温度域で、フェルミ粒子であるヘリウム3の1次元系が形成されていることが確認された。また、孔径の小さな多孔体を用いることで、この1次元領域を高温へ拡張できることがわかった。
低温の温度に線形な比熱によって示唆された、ヘリウム3のこの1次元の縮退状態は、朝永ラッティンジャー液体など高次元の場合ののフェルミ縮退とは異なる状態であると考えられる。これを検証するための核磁気共鳴の実験を行うため、今年度の補助金で超流動線材など装置を組みあげるための材料を購入し、現在実験準備を進めている。
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