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回転クライオスタットによる量子液体の実験研究

研究課題

研究課題/領域番号 02405004
研究種目

一般研究(A)

配分区分補助金
研究分野 広領域
研究機関東京大学

研究代表者

久保田 実  東京大学, 物性研究所, 助教授 (60192035)

研究分担者 矢沢 哲夫  大阪工業技術研究所, 主任研究官
蓑口 友紀 (簔口 友紀 / 簑口 友紀)  東京大学, 教養学部, 助手 (10202350)
柄木 良友  東京大学, 物性研究所, 助手 (30186027)
生井沢 寛 (生井澤 寛)  東京大学, 教養学部, 助教授 (10012486)
矢澤 哲夫  通商産業省工業技術院, 大阪工業技術試験所
白浜 圭也  東京大学物性研究所, 学術振興会特別研究員 (00211970)
研究期間 (年度) 1990 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
25,000千円 (直接経費: 25,000千円)
1992年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1991年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1990年度: 20,000千円 (直接経費: 20,000千円)
キーワード量子液体 / ヘリウム薄膜 / 巨視的量子効果 / 量子渦 / 超低温物理学 / 回転場 / 渦格子、渦液体 / コスタレッツ、タウレス転移 / 回転クライオスタット / 2次元超流動 / 渦対 / 巨視的量子化 / 超低温技術 / ジョセフソン効果 / 渦の量子化 / 薄膜の超流動 / 超低温 / ジョセフソン接合 / 渦(Vortex)の量子化
研究概要

本研究は平成2年度より3カ年計画で、ミリケルビンの超低温領域で量子液体に制御された回転運動を与える回転クライオスタットを建設し、これを用いて量子液体特有の性質を研究しようとするものである。この種の装置は我が国では初めて建設されるものであり、限られた時間と予算で成果を上げるべく研究課題と技術的特徴とを検討した(H2年度)。即ち、研究対象として多孔質媒体中の超流動薄膜を選び、単量子渦の生成に必要な10^<-4>rad/secから充分な渦密度を実現する6.2rad/sec以上の回転角速度を安定に実現するよう設計を進めた。
初年度、仕様策定から物性研地階にビットを掘り電磁シールドを施し、この内部に特注仕様の回転機構の備え付けまでを行った。次いで回転機構を支える空気ベアリングのための圧搾空気系を整備し、回転機構の調整を行うと共に回転稀釈冷凍機の製作に第2年度に取り掛かり、第3年度周辺気体分配盤及びポンプ類の設備を完成させた。
本年 この様に大がかりなプロジェクトではあるが初期の仕様を達成し、現存する世界の回転クライオスタットの中で最高の回転速度を冷凍機の連続運転中に実現した。引き続き低温での精密実験の準備を行なっている。
また、多孔質中のヘリウム薄膜について理論的検討を進め、2次元多孔質で作った弱接合で位相がnπ(n:integer)だけ変化する事を見出した。これは3次元弱接合での2nπの位相変化に対比させられる。この様な系を実験的に実現するための多孔質ガラス膜の作成とそのメゾスコピックな加工について検討を進めた。

報告書

(4件)
  • 1992 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1991 実績報告書
  • 1990 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (52件)

  • [文献書誌] K.Shirahama,M.Kubota,S.Ogawa,N.Wada,and T.Watanabe: "Size-dependent Kosterlitz-Thouless Superfluid Transition in Thin Films Adsorbed on Porous Glasses" Phys.Rev.Lett.64. 1541-1544 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Igarashi,M.Sawano,Y.Karaki,M.Kubota,Y.Hiresaki,K.Akiyama: "Developement of a Compact Dilution Refrigerator with a Cryogenic 3He J-T Circulation System for Rapid Cooling Down and Continuous Operation" Physica B. 165&166. 47-48 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Arai,T.Igarashi,Y.Karaki,T.Kawae,M.Kubota,S.Ogawa,M.Sawano,K.Shirahara: "An Ultra Lowb Temperature Cryostat Built with Highly Conductive Copper" Physica B. 165&166. 51-52 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Shirahama,M.Kubota,S.Ogawa,N.Wada,and T.Watanabe: "Kosterlitz-Thouless Superfluid Transition in 4He Films Adsorbed on Porous Glasses" Physica B. 165&166. 545-546 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Sawano,T.Igarashi,M.Kubota,Y,Karaki,K.Akiyama,Y.Hiresaki,and T.Shigi: "Developement of a Transportable Dilution Refrigerator with a Cryogenic 3He JT Circulating System" Cyrogenics 30. September Supplement. 447-451 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yazawa,et al.: "Preparation of Water and Alkali Durable Porous Glass Membrane Coated on Porous Alumina Tubing by Sol-Gel Method" J.Membrane Science Vol.60. 307 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yazawa,et al.: "Preparation of Heat and Water Vapor Resistant Composit Porous Glass Membrane Coated on Porous" 日本セラミックス協会学術論文誌. 99巻12号. 1271 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Yamamura,T.Yazawa,et al.: "Time resolved Luminescence Studies of a Ru (II) Complex on Porous Glass.--Pore Size Dependence of Photoinduced Electron Transfer" J.Photochem. Photobiology A Chem.Vol.63. 87 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yazawa and H.Tanaka: "Permeation Characteristics of Co2 through Surface-modified Porous Glass Membrane" Ceramic Transactions. 31. 213 (1993)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yazawa,H.Tanaka,K.Eguchi,S.Yokoyama and T.Arai: "Novel Porous Glass with Chemical Resistance and Good Shaping Ability Prepared from Borosilicate Glass Containing ZnO" J.Mater. Sciece Lett.12. 263 (1993)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Minoguchi: "Vortex Confinement in Superfluid Film on Porous Media" Surface Science. 283. 393-403 (1993)

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  • [文献書誌] M.Kubota: "Superfluidity of Thin 4He Films Adsorbed on Well-defined Porous Glass" Surface Science. 283. 404-413 (1993)

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  • [文献書誌] T.Minoguchi: "Superfluid Double Layers in Hectorites" Physica B. 194-196. (1994)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kubota,G.Ueno,T.Igarashi,and Y.Karaki: "A Rotating Dilution Cryostat to Study Quantum Liquids" Physica B. 194-196. 797-798 (1994)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kawae,M.Kubota,Y.Ishimoto,O.Ishikawa,T.Hata,and T.Kodama: "The Influence of the Boundary Condition for the A-B Transition of Superfluid 3He in a Confined Geometry" Physica B. 194-196. 811-812 (1994)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Karaki,M.Kubota,and H.Ishimoto: "Specific Heat of Indium Below 1mK" Physica B. 194-196. 461-462 (1994)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yazawa,S.Yamamura,and Y.Tatsu: "The Effect of Pore Size at the Liquid/Solid Interface : the O2 Quenching of Excited Ru (bPy) 32+on Porous Glass" J.Mater.Sci.Lett.13. 270 (1994)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Suzuki,Y.Koike,Y.Karaki,M.Kubota,H.Ishimoto: "Nuclear Spin Order of Sc metal" Physica B. 194-196. 249-250 (1994)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Shirahama, M.Kubota, S.Ogawa, N.Wada, and T.Watanabe: "Size-dependent Kosterlitz-Thouless Superfluid Transition in Thin Films Adsorbed on Porous Glasses" Phys.Rev.Lett.64. 1541-1544 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Igarashi, M.Sawano, Y.Karaki, M.Kubota, Y.Hiresaki, K.Akiyama: "Developement of a Compact Dilution Refrigerator with a Cryogenic 3He J-T Circulation System for Rapid Cooling Down and Continuous Operation" Physica B. 165 & 166. 47-48 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Arai, T.Igarashi, Y.Karaki, T.Kawae, M.Kubota, S.Ogawa, M.Sawano, K.Shirahama: "An Ultra Low Temperature Cryostat Built with Highly Conductive Copper" Physica B. 165 & 166. 51-52 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Shirahama, M.Kubota, S.Ogawa, N.Wada, and T.Watanabe: "Kosterlitz-Thouless Superfluid Transition in 4He Films Adsorbed on Porous Glasses" Physica B. 165 & 166. 545-546 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Sawano, T.Igarashi, M.Kubota, Y.Karaki, K.Akiyama, Y.Hiresaki, and T.Shigi: "Development of a Transportable Dilution Refrigerator with a Cryogenic 3He JT Circulating System" Cryogenics 30. September Supplement. 447-451 (1990)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yazawa, et.al.: "Preparation of Water and Alkali Durable Porous Glass Membrane Coated on Porous Alumina Tubing by Sol-Gel Method" J.Membrane Science. Vol.60. 307- (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yazawa, et.al.: "Preparation of Heat and Water Vapor Resistant Composit Porous Glass Membrane Coated on Porous" Nihon Seramikkusu Kyokai Gakujutsu Ronbunshi. 99 (12). 1271 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Yamamura, T.Yazawa, et.al.: "Time resolved Luminescence Studies of a Ru (II) Complex on Porous Glass.--Pore Size Dependence of Photoinduced Electron Transfer" J.Photochem.Photobiology A Chem.Vol.63. 87 (1992)

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    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yazawa and H.Tanaka: "Permeation Characteristics of Co2 through Surface-modified Porous Glass Membrane" Ceramic Transactions. 31. 213 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yazawa, H.Tanaka, K.Eguchi, S.Yokoyama and T.Arai: "Novel Porous Glass with chemical Resistance and Good Shaping Ability Prepared from Borosilicate Glass Containing ZnO" J.Mater.Sciece Lett.12. 263 (1993)

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    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Minoguchi: "Vortex Confinement in Superfluid Film on Porous Media" Surface Science. 283. 393-403 (1993)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kubota: "Superfiuidity of Thin 4He FilmsAdsorbed on Well-defined Porous Glass" Surface Science. 283. 404-413 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Minoguchi: "Superfluid Double Layrs in Hectorites" Physica B. 194-196. (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kubota, G.Ueno, T.Igarashi and Y.Karaki: "A Rotating Dilution Cryostat to Study Quantum Liquids" Physica B. 194-196. 797-798 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kawae, M.Kubota, Y.Ishimoto, O.Ishikawa, T.Hata and T.Kodama: "The Influence of the Boundary Condition for the A-B Transition of Superfluid 3He in a Confined Geometry" Physica B. 194-196. 811-812 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Karaki, M.Kubota and H.Ishimoto: "Specific Heat of IndiumBelow 1 mK" Physica B. 194-196. 461-462 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yazawa, S.Yamamura and Y.Tatsu: "The Effect of pore Size at the Liquid/Solid Interface : the O2 Quenching of Excited Ru (bPy) 32+ on Porous Glass" J.Mater.Sci.Lett.13. 270 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Suzuki, Y.Koike, Y.Karaki, M.Kubota, H.Ishimoto: "Nuclear Spin Order of Sc metal" Physica B. 194-196. 249-250 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Shirahama,M.Kubota,S.Ogawa,N.Wada and T.Watanabe(a): "Size-Dependent Kosterlitz-Thouless Superfluid Transition in Thin D1^4He Films Adsorbed on Porous Glasses" PHYSICAL REVIEW LETTERS. 64. 1541-1544 (1990)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.SHIRAHAMA,M.KUBOTA,S.CGAWA,N.WADA(a)and T.WATANABE(b): "KOSTERLITZ-THOULESS SUPERFLUID TRANSTION IN D1^4He FILMS ADSORBED ON POROUS GLASSES" Physica. B165&166. 545-546 (1990)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Masahiro Sawano,Takeshi Igarashi,Yochitomo Karaki,Minoru Kubota,Kiyoshi Akiyama,Yu Hiresaki,Toyoichiro Shigi: "Development of a transportable dilution refigerator with a cryogenic 3He JT ciuculating system" Crygenics(Proc.13.Intern Cryogenic Engineering Conf.). 30Sept.Suppl.447-451 (1990)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Takeshi Igarashi,Masahito Sawano,Yoshitomo Karaki,Minoru Kubota,Kiyoshi Akiyama,Yu Hiresaki,Toyoichiro Shigi: "DEVELOPMENT OF A COMPACT DILUTION REFRIGERATOR WITH A CRYOGENIC D1^3He J-T CIRCULATION SYSTEM FOR RAPID COOLNG DOWM AND CONTNUOUS OPERATION" Physica. B165&166. 47-48 (1990)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Tomoki Minoguchi: "VOPTEX CONFENEMENT IN SUPERFLUID FILM ON POROUS MEDIA" to be published in surface Science. (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Minoru Kubota: "SUPERFLUDITY DE THIN 4He FILMS ADSORBED ON POROUS GLASSES" to be published in surface Science. (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.Shirahama,M.Kubota,S.Ogawa,N.Wada and T.Watanabe^<(a)>: "SizeーDependent KosterlitzーThouless Superfluid Transition in Thin^4He Films Adsorbed on Porous Glasses" PHYSICAL REVIEW LETTERS. 64. 1541-1544 (1990)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] K.SHIRAHAMA,M.KUBOTA,S.OGAWA,N.WADA(a)and T.WATANABE(b): "KOSTERLITZーTHOULESS SUPERFLUID TRANSITION IN^4He FILMS ADSORBED ON POROUS GLASSES" Physica. B165$166. 545-546 (1990)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Hasahito Sawano,Takeshi Igarashi,YoshiromoKaraki,Minoru Kubota,klyoshi Akiyama,Yu Hiresaki,Kiyoshi Akiyama,Yu Hiresaki,Toyoichiro Shigi: "Development of a transportable dilution refrigerator with a cryogenic 3He JT circulating system" Cryogenics(Proc.13.Intern Cryogenic Engineering Conf.). 30 Sept.Suppl.447-451 (1990)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Takeshi Igarashi,Masahito Sawano,Yoshitomo Karuki,Hinoru Kubota,kiyoshi Akiyama,Yu Hiresaki,Toyoichiro Shigi: "DEVELOPMENT OF A COMPACT DILUTION REFRIGERATOR WITH A CRYOGENIC ^3He JーT CIRCULATION SYSTEM FOR RAPID COOLING DOWN AND CONTINUOUS OPERATION^4" Physica. 47-48 (1990)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Tomoki Minoguchi: "VORTEX CONFINEMENT IN SUPERFLUID FILM ON POROUS MEDIA" surface science. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Minoru Kubota: "SUPERFLUIDITY OF THIN 4He FILMS ADSORBED ON POROUS GLASSES" surface science. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] K.Shirahama,M.Kubota,S.Ogawa,N.Wada and T.Watanabe^<(a)>: "SizeーDependent KosterlitzーThouless Superfluid Transition in Thin ^4He Films Adsorbed on Porous Glasses" PHYSICAL REVIEW LETTERS. 64. 1541-1544 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] K.SHIRAHAMA,M.KUBOTA,S.OGAWA,N.WADA (a) and T.WATANABE (b): "KOSTERLITZーTHOULESS SUPERFLUID TRANSITION IN ^4He FILMS ADSORBED ON POROUS GLASSES" Physica. B165&166. 545-546 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Masahito Sawano,Takeshi Igarashi,Yoshitomo Karaki,Minoru Kubota,Kiyoshi Akiyama,Yu Hiresaki,Toyoichiro Shigi: "Development of a transportable dilution refrigerator with a cryogenic 3He JT circulating system" Cryogenics (Proc.13.Intern Cryogenic Engineering Conf.). 30 Sept.Suppl.447-451 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Takeshi Igarashi,Masahito Sawano,Yoshitomo Karaki,Minoru Kubota,Kiyoshi Akiyama,Yu Hiresaki,Toyoichiro Shigi: "DEVELOPMENT OF A COMPACT DILUTION REFRIGERATOR WITH A CRYOGENIC ^3He JーT CIRCULATION SYSTEM FOR RAPID COOLING DOWN AND CONTINUOUS OPERATION" Physica. B165&166. 47-48 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書

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公開日: 1990-04-01   更新日: 2016-04-21  

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