2006 Fiscal Year Annual Research Report
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17071006
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
和田 信雄 名古屋大学, 大学院理学研究科, 教授 (90142687)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平島 大 名古屋大学, 大学院理学研究科, 教授 (20208820)
松下 琢 名古屋大学, 大学院理学研究科, 助手 (00283458)
檜枝 光憲 名古屋大学, 大学院理学研究科, 助手 (30372527)
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| Keywords | 1次元 / ヘリウム / フェルミ流体 / ボース流体 / 超流動 / ナノチューブ / ナノ物性 / NMR |
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| Research Abstract |
ボースおよびフェルミ量子流体の理想的な研究対象である^4Heおよび^3He流体について,1次元のヘリウム量子流体の新規実現とその研究を行ってきた。
1次元の超流動については,長距離秩序状態の超流動は2次元と同様に存在しないことが信じられているが,他に,1次元に起因する現象などの理論的な予想や理解は,今のところないと思われる。そこで実験的に追求するため,孔径や基盤ポテンシャルの様子はほぼ同じで,ナノ細孔の繋がりだけが1次元および3次元とまったく異なる2種類のナノ多孔体において,^4Heの超流動転移を,比熱とねじれ振り子による超流動測定により調べた。その結果は相図が細孔の次元性に依存して大きく異なることを実験的に見出した。3次元多孔体では,超流動のオンセット温度で比熱にピークを伴う異常をみいだし,はっきりとした3次元相転移の特徴を観測した。一方において,1次元ナノ多孔体において観測した超流動オンセットは,何らかの1次元性を反映していると期待される。
1次元^3He流体については,直径が2.8-1.8nmの1次元ナノ多孔体において,^4Heで1層程度壁面を覆ったあとに吸着した^3Heがボルツマンガスになることを観測し,そのガスの1-2次元クロスオーバーとの理解が,孔径依存からも検証できた。また孔径2.7nmの3次元ナノ多孔体でも,^3Heのボルツマンガス状態を観測した。今後これらを更に低温まで実験し比較することで,フェルミ縮退状態の1次元および3次元の性質を,実験的に解明できる見通しがたった。
ナノ多孔体に吸着したヘリウムの吸着状態や量子凝縮の理論的解析は,変分や経路積分モンテカルロ計算等が有効である。これらにより,He原子の吸着ポテンシャルの極小への局在における比熱計算と実験結果との比較等を行った。
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Research Products
(5 results)
