2017 Fiscal Year Annual Research Report
Experimental study on dynamic superfluid response of 4He confined in 1D nano-channel
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26400352
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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, 助教 (70377018)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 低次元系 / 超流動 / 朝永‐ラッティンジャー液体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１次元ナノ細孔中4Heは，朝永‐ラッティンジャー（TL）液体として振る舞い，その特徴として散逸ピークの温度Tpの観測周波数に対し，べき的な依存性を示すことが予測されている．本研究課題『ナノ細孔中4Heを用いた１次元特有の動的な超流動応答の実験的解明』は，TL液体の特徴である観測周波数に対するべき的な依存を指標として，１次元ナノ細孔の孔径と１次元性の関係を明らかにすることを目的とした．しかし，周波数可変捩れ振り子では十分な感度を得ることができなかったため，観測周波数ではなく，孔径をパラメータとして，超流動の振る舞いを詳細に調べた．その結果，以下のように二つの重要な結果を得た．
孔径2.8 nmの細孔中Heの蒸気圧測定を高感度な自作の低温用圧力計を用いて行い，飽和蒸気圧より低圧においても、希薄な液体が存在することを明らかにした．さらに，希薄な液体領域において，加圧液体と同様に超流動応答が強い周波数依存を有することを明らかにした．また，実験から得られたラッティンジャーパラメータは，１次元密度の増加に対して連続的に減少し，希薄から加圧液体領域まで，統一的にTL液体モデルによって説明できることを明らかにした．
一方，孔径2.5 nmの試料について，単振り子を用いて，超流動の振る舞いを詳細に調べた．その結果，孔径2.5 nmでは，2.8 nmに比べて超流動の成長が緩やかであることが明らかになった．孔径2.5，2.8 nmの二つの系の振る舞いの違いは，熱的に励起された位相スリップを考慮することで説明できることが分かった．
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