2009 Fiscal Year Annual Research Report
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17071002
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
福山 寛 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (00181298)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森下 將史 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 助教 (90251032)
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| Keywords | 低温物性 / 量子流体 / フラストレーション / 強相関 / 超流動 / 多体交換相互作用 / フェルミ液体 / 低次元系 |
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| Research Abstract |
1)グラファイト上の吸着^3He原子層のうち、第2層目と第4層目の低密度域の熱容量を超低温度まで注意深く測定したところ、第3層目同様に、これらの2次元^3Heもごく低密度(0.5nm^<-2>の自己凝縮相すなわち2次元液滴(パドル)を形成することを見出した。グラファイト基板からの距離すなわちポテンシャルが大きく異なる2～4層目がほぼ同じ密度のパドル相を形成するという事実は、これが理想的な2次元^3Heの性質であることを示しており、フェルミ粒子系に対する第一原理計算の信頼性をテストする上でも重要な指標となる(福山)。
2)白濱グループ(A02班)と共同で、グラファイト上2層目^4Heについて、4/7整合相より少し低密度試料のねじれ振り子実験を行い、200mK以下の低温で回転慣性能率が低下する超流動レスポンスを観測した。また、臨界速度の存在を示唆するような回転慣性能率の振り子速度変化も観測した。これらは、零点空格子点による固体の超流動状態の可能性を示唆する興味深い結果である(福山)。
3)グラファイト上の2層目^3He 4/7相の一部を非磁性の^4He原子に置換したときの磁気熱容量の変化を調べ、カゴメ格子上量子スピン系の実現と三角格子系との比較を行った(森下)。
4)4/7整合相の理論模型として、三角格子上でサイト別に2種類の交換相互作用をもつハイゼンベルグ模型を取り上げ、その性質を高温展開法で調べた。その結果、4体項以外にも、幾何学的フラストレーションの効果として、観測された比熱のダブルピーク構造や低温に向かって緩やかに上昇し続ける帯磁率の温度変化を説明し得ることを示した(小形:連携研究者)。
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