ボーズ凝縮相とフェルミ粒子共存系における素励起と素励起間相互作用

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62540266
• Research Institution: HIROSHIMA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 大林 康二 広島大学, 総合科学部, 教授 (20013518)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宇田川 真行 広島大学, 総合科学部, 助教授 (70144889) ; 渡部 三雄 広島大学, 総合科学部, 教授 (20004286)
• Keywords: 超流動 / 液体ヘリウム / 素励起 / ロトン / ラマン散乱

Research Abstract

昨年度の研究において、我々は従来の定説を覆す可能性のある2ロトン・ラマン・スペクトル形状を観測した。したし、これまでは測定温度が1.3Kだったため温度励起された素励起の影響によるスペクトル幅の広がりがあり、またダイオード・アレイ検出器を用いていたがノイズが多くスペクトルけいじょうの明確な分析が可能なデータが得られなかった。そこで、昨年度開発を始めたレーザー光散乱用ヘリウム3クライオスタットを今年度はさらに整備し、入力レーザー光強度400mWで1週間の連続運転を可能にし、検出器として2次元のマルチ・チャンネル。イメージ・フォトン・ディテクターを導入して、精度と感度の飛躍的向上を行った。その結果、温度0.65K、分解能0.45Kで2ロトン・ラマン・スペクトルを測定することに成功した。そこで、圧力を飽和蒸気圧(svp)、5、10、15、20kg/cm^2と変化させてデータをとった結果、2ロトン・ピークの位置は圧力の増加に伴って、中性子散乱で観測されるロトン・エネルギーに比べて、飽和蒸気圧では負にシフトしているが、5kg/cm^2以上では正にシフトが変わり、圧力の増加に伴って正のシフト量は増加することが分った。また、飽和蒸気圧下のスペクトル形状は従来の定説で説明されるが、5kg/cm^2以上の高い圧力下で正にシフトしたスペクトルの形状は説明できないことが分かった。これによって、ボーズ凝縮した超流動ヘリウムにおける素励起間相互作用の研究の新しい展開が必要であることを示すことができた。

Research Products

• [Publications] K.Ohbayashi;T.Akagi;N.Ogita;M.Watabe;M.Udagawa: Japanese Journal of Applied Physics. 26(Supp26-3). 5-6 (1987)
• [Publications] K.Ohbayashi;M.Udagawa;M.Watabe: Canadian Journal of Physics. 65. 1572-1573 (1987)
• [Publications] K.Ohbayashi;M.Watabe(eds.): "Elementary Excitations in Quantum Fluids" Springer-Verlag, 180 (1989)