空孔励起による等、新しい機構の超流動、量子凝縮現象の探査

• 研究課題/領域番号: 04F04312
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 外国
• 研究分野: 生物物理・化学物理
• 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
• 研究分担者: PENZYEV Andrey 東京大学, 物性研究所, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円); 2006年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2005年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 2004年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
• キーワード: 固体ヘリウム / 超流動 / 回転実験 / 量子渦 / 量子凝縮 / 固体ヘリウム4 / 空孔励起 / 超流動固体 / 超低温 / 新しい超流動 / 量子固体

研究概要

固体ヘリウムは結晶格子を組み固体の性質を保持しながら同時に流体が粘性なく細い通り道を通り抜けると言う超流動の性質を持つ「超流動固体」状態を取り得ると言う議論が1960年代の理論的議論があって世界中で35年余りも探査が続けられて来たが、2003年米国のペンシルバニア大のMoses Chan教授のグループが初めて超流動固体の非古典的角運動量を観測したと言う報告を行った。その後各地で追試が試みられたが、2005年末から本年初めにかけて3つのグループが、超流動固体にまつわる非古典的角運動量の観測を行った。Andrey Penzyevと私たちはその一つのグループである。単に非古典的角運動量を計るだけでなく、固体ヘリウム試料をアニールする事によって密度分布を均一にし、より大きな信号が得られる事を示した。更に、高感度捻り振子法を回転している固体ヘリウムの系に適用し、量子渦状態を研究する試みが続いている。なお、文献1は、どのようにして渦糸が捻り振子に依って超流動固体中で観測されるかを議論したものである。この様な、固体超流動の回転実験は世界にまたとない実験であり、今後の展開に期待している。

研究成果

• [雑誌論文] Dynamics of Quantized Vortices in a Torsional Oscillator under Rotation : Proposed Experiments in Supersolid 4He (2006)
  • 著者名/発表者名: Minoru Kubota, Muneyuki Fukuda, Toshiaki Obata, Yuji Ito, Andrey Penzev, Tomoki Minobuchi, Edouard Sonin
  • 雑誌名: AIP Conf.Proceedings 850 ページ: 283-284
• [雑誌論文] Dynamics of Quantized Vortices in a Torsional Oscillator under Rotation : Proposed Experiments in Supersolid ^4He (2006)
  • 著者名/発表者名: Minoru Kubota, Muneyuki Fukuda, Toshiaki Obata, Yuji Ito, Andrey Penzev, Tomoki Minoguchi, Edouard Sonin
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings (印刷中)
• [雑誌論文] 3D Superfluid made of 4He Monolayer under Rotation and Supersolid Study (2006)
  • 著者名/発表者名: Andrey Penzyev, Minoru Kubota
  • 雑誌名: http://online.itp.ucsb.edu/online/smatter_m06/kubota/
• [雑誌論文] Pinning of Texture and Vortices of the Rotating B-like Phase of Superfluid 3He Confined in a 98% Aerogel (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamashita, Matsubara, Ishiguro, Sasaki, Kataoka, Kubota, Ishikawa, Bunkov, Ohmi, Takagi, Mizusaki
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 94 ページ: 75301-75301
• [雑誌論文] Torsional Oscillator measurements of multiply connected monolayer 4He films under high speed rotation up to 4.0 rev./s (2005)
  • 著者名/発表者名: Toshiaki Obata, Itsumi Tanuma, Takeshi Igarashi, Minoru Kubota
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 138 ページ: 929-929
• [雑誌論文] Rotation-induced 3D vorticity in 4He superfluid films adsorbed on a porous glass (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, Zalalutdinov, Kovacik, Minoguchi, Obata, Kubota, Sonin
  • 雑誌名: Phys.Rev.B. Brief Report (in press)
• [雑誌論文] Gigantic asymmetry of phase separation and homogenization kinetics in solid 3He-4He mixtures (2005)
  • 著者名/発表者名: Grigoriyev, Maidanov, Penzyev, Polev, Rubets, Rudavskii, Rybalko, Syrnikov
  • 雑誌名: Journal of Physics and Chemistry of Solids (in press)
• [雑誌論文] Annealing Effect for Supersolid Fraction in ^4He
  • 著者名/発表者名: Andrey Penzev, Yoshinori Yasuta, Minoru Kubota
  • 雑誌名: J.Low Temp.Phys.(QFS2006)