2019 Fiscal Year Annual Research Report
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16H06014
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
村川 智 東京大学, 低温科学研究センター, 准教授 (90432004)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 低温物性 / 物性実験 / 量子凝縮系 / 超流動 / ヘリウム3 / 表面状態 / トポロジカル / マヨラナ状態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は超低温で現れるヘリウム3の超流動B相の表面状態の分散関係を明らかにすることを目的としている。具体的な手法としては表面に準粒子を打ち込むことでその量子アンドレーエフ反射の確率を測定することで分散関係を推定する。
測定を行うにはなによりもまずヘリウム3を超流動状態にするための数mKという超低温温度領域を実現できる核断熱冷凍機が必要がある。しかしながら、通常の核断熱消磁冷凍機は希釈冷凍機による十数mKの予冷状態から冷却を開始し、目標である数mKの超低温状態を実現したら、冷凍機のスピン系がもつエントロピーを消費しながら低温を維持する一回限りの冷却機であり、連続して冷却することはできない。そのため、連続して冷却できるよう多段式の小型の核断熱消磁冷凍機の開発を行った。
まず、重要なのはスピン系のエントロピーを下げるために必要な超伝導マグネットである。本研究では小型の超伝導マグネットを作成したが、テストしている際に大きな発熱が確認された。この発熱の由来は超伝導体のヒステリシス発熱であることが予測された。そこで、その発熱量を測定したところ、理論的に計算された発熱量であることが明らかになったため、マグネットの発熱の原因が確定した。この発熱量は工夫して希釈冷凍機に逃がすことで運用は可能である。
次に、超伝導熱スイッチの作成・評価を行った。本研究では亜鉛の熱融着法を用いて作成している。熱融着の最適な条件を決定し、電気抵抗測定による評価を行ったところ、熱融着部分では非常に良い性能が得られた。
黒体輻射体を含む測定セルは、様々な角度で表面に準粒子を入射する方法について再検討を行い、セルのデザインの変更によりより直接的に表面にさまざまな角度で準粒子ビームをほぼ同じ条件で入射させることができるようになった。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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