2021 Fiscal Year Annual Research Report
Critical phenomena of superfluid quantum transition in a one-dimensional Helium system
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18K03535
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
谷口 淳子 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (70377018)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 超流動 / 朝永－ラッティンジャー液体 / 臨界現象 / 超音波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１次元ナノ細孔中４Heは，希薄な（薄膜）領域から加圧液体領域までの広い密度範囲において，朝永－ラッティンジャー（TL）液体特有の超流動応答が観測されており，１次元量子系の物性を調べるのに適した系と考えられている．本研究は，ナノ細孔中4He
を対象に，１次元量子系特有の強い量子揺らぎが引き起こす臨界現象を実験的に明らかにすることを目的としており，
初~2年度は，主に希薄領域における比熱および圧縮率の測定をもとに，非超流動相から超流動相になる面密度（nc）付近の低面密度側で，流体相が消失し，すべてガラス的な固体となることを明らかにした．そして，ncより高面密度側ではガラス的固相の上に液相が形成され，その液相で超流動が発現していると考えられる．この結果は，nc近傍の物性が量子揺らぎの効果を考慮せずにせつめいされうえうことを示唆している．
3年度は，ねじれ振り子・超音波同時測定系の構築・改良を行い，４（本）年度は，加圧液体領域を中心に測定を進めた．ねじれ振り子で観測される超流動応答に起因する散逸ピークは，加圧により加速的に抑制されることが確認された．一方，超音波では，緩やかな音速上昇とそれに伴う散逸ピークが観測されているが，加圧による抑制は非常に小さいという結果が得られた．この振る舞いは，加圧により，観測周波数による超流動応答温度の変化は大きくなる，というTL液体の超流動応答の理路予想と定性的には一致するが，今後定量的な検討が必要である．また，音速や散逸ピークは，液相の超流動応答だけでなく，固相（の膜厚，圧縮率）の変化も影響を与えている可能性が考えられる．今後，比熱測定の結果なども統合し，超流動が消失していく過程の詳細を明らかにしていくことが課題である．
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Research Products
(4 results)
