2022 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of nano superfluid 3He local detection of novel quasiparticle states
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17K05535
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
野村 竜司 北海道大学, 工学研究院, 教授 (00323783)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 陽香 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (70462835)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 超流動ヘリウム / トポロジカル超流動 / マヨラナフェルミオン / 非ユニタリー超流動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超流動ヘリウム3のトポロジカルな性質により生じる表面マヨラナ状態の存在は、代表らが過去に高周波横波インピーダンス測定により明らかにした。また高磁場中の非ユニタリー超流動ヘリウム3であるA1相、A2相において、表面束縛状態がスピン状態に依存する応答をすることも示した。微小な力学センサーを用い、ナノメートルスケールの狭い空間中に閉じ込められた超流動ヘリウム3の局所応答をから、ナノ超流動ヘリウム3の相図の全貌を明らかにすることが目的であった。秩序変数集団モードによる高周波音波の共鳴吸収やMEMSの力学応答測定から各相の対称性を決めることも目的であった。
しかしながら、2021年度に代表者が北海道大学に異動となった。本年度は、超低温実験の立ち上げ作業と並行して、低温実験の立ち上げ作業が終了した装置を用いて、超流動液滴の滴下現象を詳細に調べた。超流動ヘリウム4の液滴の運動を高速度カメラで可視化し、新奇な非平衡現象を探索した。液滴の落下において、液滴の大振幅振動の影響で落下周期に顕著な離散化あるいは量子化が起こることを見出した。これは高振幅で減衰せずに維持された量子液体に特有の表面波であるリップロンが、滴下過程と共鳴を起こしたと解釈できる。粘性流体の滴下ではカオスの影響で周期が不規則化することが知られているが、散逸の影響がない超流動液滴の落下においては、カオスが抑制されるという予想外の振る舞いを発見した。
本年度は低温物理国際会議（LT29）において、超流動液体中でのヘリウム結晶の非平衡形についてのhalf-plenary talkと、他に3件のポスター発表を行った。また超低温国際会議（ULT2022）において3件のポスター発表を行い、その内の一つがbest poster awardを獲得した。
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