2010 Fiscal Year Annual Research Report
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21340095
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
野村 竜司 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (00323783)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奥田 雄一 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50135670)
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| Keywords | ヘリウム4 / 量子固体 / 摩擦 / 超固体 / 超流動 |
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| Research Abstract |
超流動ヘリウム4中に存在するヘリウム結晶を自由に動かす技術を確立し、究極の清浄表面を有するヘリウム量子結晶を用いて摩擦の研究を行うことを目的とする。本年度は、ほぼ垂直な壁面に張り付いたヘリウム4結晶に超音波を当てることによって、壁面に沿って駆動することに成功した。結晶の移動方向は超音波を当てる向きに関係なく、常に下方へと移動した。これは音波の照射により結晶が変形してファセットが消失し、易動度の大きいラフな面が結晶表面に現れることによって、重力により下方へ移動したと考えている。また結晶中の負結晶に超音波を照射すると、超音波の方向に関係なく結晶中を上昇することも観測することができた。結晶の場合と同様に、超音波による変形により、浮力で上昇したものと考えられる。
エアロジェルによる乱れが、固体表面へ及ぼす摩擦の影響も調べた。これまでに、高温では固液界面が滑らかに成長し、低温では雪崩的に成長するという動的転移を見せることが分っていた。本年度は、結晶成長速度の温度依存性の測定から、高温では熱励起による成長、低温では量子トンネリングによる成長をしていることが分った。また低温で生成する固体のサイズ分布がべき乗則に従うことから、系が自己組織化臨界状態にあることも見出した。さらに、エアロジェル中での固体の核生成確率を過加圧量の関数として求めることによっても、高温での熱的成長、低温での量子トンネリングによる成長を確かめた。
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