2009 Fiscal Year Annual Research Report
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17071008
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
坪田 誠 Osaka City University, 大学院・理学研究科, 教授 (10197759)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
畑 徹 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10156333)
矢野 英雄 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (70231652)
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| Keywords | 超流動ヘリウム / 量子渦 / 量子乱流 / 量子流体力学 / ボース・アインシュタイン凝縮 / 乱流 / 二流モデル |
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| Research Abstract |
量子渦はボース凝縮系に特有な位相欠陥であり,低温物理学における重要な研究対象として,主に超流動ヘリウムを舞台に,膨大な研究が行われて来た.一方,原子気体ボース凝縮系でも量子渦が観測され,膨大な研究が行われている.本研究は,超流動ヘリウムおよび原子気体ボース凝縮系というスーパークリーンな系での,量子渦とそれが引き起こす超流動乱流の新しい物理を研究し,量子流体力学の構築を目指すものである.本年度の主な研究実績は以下の通りである。
1. 超流動ヘリウム4の熱カウンター乱流を対象に、full Biot-Savartの渦糸モデルによる数値計算を初めて行い、渦間相互作用を取り入れる事で、乱流の統計的定常状態が得た。実験結果との一致も良い。
2. スピノール・ボース・アインシュタイン凝縮体の内部ジョセフソン効果に、双極子相互作用を取り入れ、この系が結合非線形振動子と等価であり、新たなジョセフソン振動モードが現れる事を示した。
3. 振動子が生成する量子乱流は定常乱流であることを実験的に明らかにし、乱流遷移の臨界挙動が現れる量子渦密度が量子乱流中のエネルギー流と関係することを示した。
4. 振動子に付着する量子渦糸の運動について、振動子の表面粗さを制御することにより調べ、2つの不安定性.(ケルビン波不安定性とGlaberson-Donnelly不安定性)が、乱流遷移の引き金になることを示した。
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