2012 Fiscal Year Annual Research Report
２次元ヘリウム４固体における零点空格子とその超流動状態
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21740264
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
柴山 義行 室蘭工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20327688)
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| Project Period (FY) |
2009-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 固体の超流動 / 2次元ヘリウム4 / 量子固体 / 非古典的回転慣性 / ねじれ振り子 / ボース凝縮 / 零点空格子 |
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| Research Abstract |
液体ヘリウム4 (4He)は量子液体としてよく知られているが．固体4Heも強い量子性を示し，しばしば量子固体と呼ばれる．理論的には1969年，その量子性のため固体4He中に零点空格子が生じ，低温でそれがBose凝縮(BEC)を起こすという『固体の超流動』の可能性が指摘されたが，実験的には長い間観測されてこなかった．2004年に初めて固体の超流動の可能性を強く示唆する実験が報告されたが，固体4He中に存在する転位の運動による可能性も否定できず，まだはっきりとした解釈はなされていない．一方2005年，グラファイト表面の2次元3He固体において，ある特定の面密度(17 - 19 atoms / nm2)で零点空格子の運動に起因する特異な量子相が発見された．同様の系を4Heで構築することでこの零点空格子がBECを起こし，2次元4He固体で固体の超流動が実現すると期待される．これまでの研究で，2次元4He固体においても固体の超流動に起因すると思われる有限の非古典的回転慣性(NCRI)を見出しており，本年度は，NCRIの臨界速度，ヒステリシス現象の測定を行い，バルク固体4Heと比較するとともに，昨年度から開始された福山グループによる2次元4He固体の熱容量測定の結果と比較することで，2次元Bose粒子系における零点空格子，及びその零点空格子の極低温における秩序状態を調べることを目的とした．零点空格子が存在するであろうと考えられる面密度18.39 atoms/nm2の試料において，65 mKで現れるNCRIの50%にヒステリシス現象が観測され，低温で現れるNCRIが2つの成分からなることが明らかとなった．また，本研究でNCRIの異常が現れる面密度が，熱容量に異常の現れる面密度と10％程度食い違っていることが明らかとなり，試料の面密度の校正を行う必要があることが明らかとなった．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(1 results)
