2022 Fiscal Year Research-status Report
Study of novel quantum properties in low dimensional He systems using the Quantum Monte Carlo method.
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21K03451
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| Research Institution | International Christian University |
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Principal Investigator |
平島 大 国際基督教大学, 教養学部, 教授 (20208820)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 勝 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (20196869)
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) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 準１次元超流動 / 位相スリップ / 朝永ラッティンジャー理論 / 気相固相相転移 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細孔内のヘリウム液体について、量子モンテカルロ計算を進めている。2021年度に開発したコードを十分にテストした後、大規模計算を開始した。なるべく長い系まで計算可能なように、やや低密度の系を設定した。これによって細孔内の密度プロファイルがほぼ一様な系を得ることができた。この系について、１次元的極限に至る、十分に長い細孔における超流動密度の計算を実行中である。１次元的な、すなわち、朝永ラッティンジャー液体に期待されるスケーリング則が確認されつつある。現在、数百粒子からなる系について0.1K程度の低温まで計算を行い、より確実な結論を得ることを目指している。
一方、ヘリウム原子が細孔中でフィルム状に広がっている場合（内壁の吸着されている場合）については、よいサンプリングを実行することが困難であることが判明したので、極限として、円筒状の系を考え、円筒内面に束縛されたヘリウム系を考えることにした（半径方向には広がりを持たない）。現在、この系についてのコードを開発して、予備的な計算を実行中である。薄膜上の系においても異方性の強い極限で、超流動密度の１次元的スケーリングが得られることを示すことが目標である。
細孔中のヘリウムの超流動クロスオーバーの周波数依存性の研究も継続して実施している。音叉型の水晶振動子を用いて100kHzという高周波振動を発生させ、その条件下で超流動性を観測している。研究成果は第２９回低温物理学国際会議において発表を行った。引き続い観測を行い、周波数依存に関する明確な結論を得ることを目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
この２年間、所属大学において入試センター長を仰せつかり、年間を通して、各地での説明会などを含む入試関連業務に時間を取られ、十分に研究を進めることができなかったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
細孔中のヘリウム系の超流動密度の計算を完成させることを第一の目標とする。細孔中を充たしたヘリウム系についてはかなり計算が進んでいる。細孔内に吸着している場合についても計算を急ぐ。
引き続き、圧力下における超流動クロスオーバー温度の変化を明らかにし、量子転移の存否を明らかにする。また、ソフトコア斥力で相互作用する系の気相固相相転移計算にも着手する。
2023年度は秋以降特別研究期間として授業や管理業務などの担当からはずれるため、研究に専念する。
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| Causes of Carryover |
2022年度まで、所属大学の入試センター長の任にあり、研究時間が十分には確保できず、また、（コロナ禍もあり）出張もできなかったため。
2023年度はまずは研究の進捗をはかることが第一の目標であるが、それに伴い、適宜出張して研究内容について議論意見交換を行う。
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