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多孔質中He薄膜超流動を用いた量子渦状態の基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 14340100
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
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 柄木 良友  東京大学, 物性研究所, 助手 (30186027)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
14,900千円 (直接経費: 14,900千円)
2003年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2002年度: 11,500千円 (直接経費: 11,500千円)
キーワード2次元超流動 / 三次元超流動 / 量子渦 / 三次元渦励起
研究概要

本研究は理想的な2次元超流動体であるHeの単原子膜を、3次元的に繋がりのある、孔の大きさの揃った多孔質基盤上に、形成し、出現する超流動の特性を計測し、超流動の基本問題を解明する基礎物理学的研究である。具体的には当初次の3つの目的が立てられ、これを実現すべく様々な方策が検討された。
I.この多孔質ガラス中に形成されるヘリウム薄膜の系での渦糸の渦芯特性や、動的性質など特性の解明(主に捻り振り子法による研究によって明らかにする)。
II.渦糸格子の生成と融解現象の基礎研究(回転クライオスタットを用いた捻り振子実験)。
III.超流動流れと渦糸の相互作用の定量的研究とこれを用いた渦状態の解明(回転下の超流動流れ実験で、渦格子状態と乱流転移研究)。
I.及びII.捻り振り子法を駆使した研究により、以前に解明した2次元渦芯の特性に対し、この系独特の3次元渦の特性が定量的に解析され、渦芯の大きさが多孔質基盤の孔径によって規定されているらしい事が見出された。また、回転下の捻り振り子実験のエネルギー散逸ピークの解析から回転によって確かに孔渦が励起されこれによって新たなエネルギー散逸ピークが生じる事が解明された。これらの情報は、新たな超流動等量子渦系の探査に役立てられる事であろう。
III.本研究によって薄膜超流動実験に欠かせない連続冷凍装置の導入が行われその性能試験が行われた。今後これを用いた超流動流れ実験と回転とを組み合わせた研究活動によって量子渦の秩序状態と乱れのある系との定量的研究が進むと期待される。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (48件)

  • [文献書誌] H.Araki, M.Nakamura, S.Harada, T.Obata, N.Mikhin, V.Syvokon, M.Kubota: "Phase Diagram of Hydrogen in Palladium"Journal of Low Temperature Physics. 134. 1145-1151 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obata, M.Fukuda, N.Mikhin, J.D.Reppy, M.Kubota: "Torsional Oscillator Study of Thin He Films under High Speed Rotation"Journal of Low Temperature Physics. 134. 559-565 (2004)

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  • [文献書誌] T.Obata, J.D.Reppy, M.Kubota: "Porocity Dependence of Tortuosity Factor in a Multiply Connected Substrate"Journal of Low Temperature Physics. 134. 547-552 (2004)

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  • [文献書誌] M.Yamashita, A.Matsubara, R.Ishiguro, Y.Sasaki, O.Ishikawa, M.Kubota, Y.M.Bunkov, T.Mizusaki: "Rotating Liquid 3He in Aerogel"Journal of Low Temperature Physics. 134. 749-755 (2004)

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  • [文献書誌] Nikolay P.Mikhin, Vitaly E.Syvokonl, Toshiaki Obata, Minotu Kubota: "Torsion oscillator study of three-dimensional super-uidity of 4He thin -lms in 10 mm porous glass"Physica. B 329-333. 272-273 (2003)

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  • [文献書誌] Minoru Kubota, Toshiaki Obata, Ryousuke Ishiguro, Minoru Yamashita, Takeshi Igarashi, Emi Hayata, Osamu Ishikawa, Yutaka Sasaki, Nikolay Mikhin, Muneyuki Fukuda, Vladimir Kovacik, Takao Mizusaki: "Super-uidity and quantized vortex studies under rotation up to 4 Hz at mK and 1 Hz at sub-mK temperatures"Physica. B 329-333. 1577-1581 (2003)

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  • [文献書誌] M.Fukuda, M.K.Zalalutdinov, V.Kovacik, T.Minoguchi, T.Obata, M.Kubota, E.B.Sonin: "Rotation-induced 3D vorticity in 4He superfluid films adsorbed on a porous glass"arXiv : cond-mat/. 0405092 (2004)

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  • [文献書誌] M.Fukuda, M.K.Zalalutdinov, V.Kovacik, T.Minoguchi, T.Obata, M.Kubota, E.B.Sonin: "Rotation-induced 3D vorticity in 4He superfluid films adsorbed on a porous glass"Journ.of Low Temp.Physics. 127. 279-287 (2002)

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  • [文献書誌] Emiko Ishikawa, Ryo Shoda, Nahoko Matsuura, Masanori Ono, Toyoaki Eguchi, Akira Sakai, Minoru Kubota, Yukio Hasegawa: "Development of ultralow temperature scanning tunneling microscope cooled by a dilution refrigerator"e-J.Surf.Sci.Nanotech. 2. 151-154 (2004)

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  • [文献書誌] H.Araki, M.Nakamura, S.Harada, T.Obata, N.Mikhin, V.Syvokon, M.Kubota: "Phase Diagram of Hydrogen in Palladium"Journal of Low Temperature Physics. 134. 1145-1151 (2004)

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  • [文献書誌] T.Obata, M, Fukuda, N, Mikhin, J.D.Reppy, M.Kubota: "Torsional Oscillator Study of Thin He Films under High Speed Rotation"Journal of Low Temperature Physics. 134. 559-565 (2004)

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  • [文献書誌] Ryuichi Masutomi, Yoshitomo Karaki, Hidehiko Ishimoto: "Direct Nuclear Demagnetization of Two Dimensional Solid 3He Adsorbed on Graphite"J.Low Temp.Physics. 134. 49 (2004)

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  • [文献書誌] Ryuichi Masutomi, Yoshitomo Karaki, Hidehiko Ishimoto: "Direct Nuclear Demagnetization of Two Dimensional Solid 3He Adsorbed on Graphite"Journ.of Low Temp.Physics. 127. 279-287 (2002)

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  • [文献書誌] T.Obata, J.D.Reppy, M.Kubota: "Porocity Dependence of Tortuosity Factor in a Multiply Connected Substrate"Journal of Low Temperature Physics. 134. 547-552 (2004)

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  • [文献書誌] M.Yamashita, A.Matsubara, R.Ishiguro, Y.Sasaki, O.Ishikawa, M.Kubota, Y.M.Bunkov, T.Mizusaki: "Rotating Liquid 3He in Aerogel"Journal of Low Temperature Physics. 134. 749-755 (2004)

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  • [文献書誌] Nikolay P.Mikhin, Vitaly E.Syvokonl, Toshiaki Obata, Minoru Kubota: "Torsion oscillator study of three-dimensional superfluidity of 4He thin /films in 10 μm porous glass"Physica B. 329-333. 272-273 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Minoru Kubota, Toshiaki Obata, Ryousuke Ishiguro, Minoru Yamashita, Takeshi Igarashi, Emi Hayata, Osamu Ishikawa, Yutaka Sasaki, Nikolay Mikhin, Muneyuki Fukuda, Vladimir Kovacik, Takao Mizusaki: "Super-uidity and quantized vortex studies under rotation up to 4 Hz at mK and 1 Hz at sub-mK temperatures"Physica B. 329-333. 1577-1581 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Ishiguro, M.Yamashita, T.Igarashi, E.Hayata, O.Ishikawa, Y.Sasaki, K.Fukuda, M.Kubota, H.Ishimoto, T.Mizusaki, T.Ohmi, T.Takagi, R.E.Packard: "Vortex nucleation and texture of rotating 3He-A in cylindrical cells with R 〜10ξD"Physica B. 329-333. 66-67 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Karaki, R.Masutomi, M.Kubota, H.Ishimoto, T.Asano, Y.Ajiro: "Magnetic ordering of Quasi-1 D S=1/2 Heisenberg antiferromagnet Cu benzoate at sub-mK temperatures"Physica B. B329-333. 1002-1003 (2003)

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  • [文献書誌] Toshiaki Obata, Minoru Kubota: "Calculation of the phase field of a vortex pair on the surface of a multiply connected substrate"Phys.Rev.B (Rapid Comm). 66. 140506 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V.E.Syvokon, M.Kubota: "Study of a helium film in 10 μm porous glass by torsional oscillator in free decay mode"J.Low Temp.Phys.. 123. 563-568 (2003)

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  • [文献書誌] E.B.Sonin: "Domain structure of superconducting ferromagnets"Phys.Rev.B. 66. 100504(R) (2002)

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  • [文献書誌] N.Mikhin, A.Polev, E.Rudavskii: "Spin Diffusion processes in Solid 3He - 4He Mixtures near the BCC-HCP Phase Transition at the Melting Curve"Journ.of Low Temp.Physics. 127. 279-287 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Fukuda^1, M.K.Zalalutdmov^1, V.Kovacik^1, T.Minoguchi^2, T.Obata^1, M.Kubota^1, E.B.Sonin: "Rotation-induced 3D vorticity in 4He superfluid films adsorbed on a porous glass"arXiv : cond-mat/0405092 v2 10. (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Emiko Ishikawa, Ryo Shoda, Nahoko Matsuura, Masanori Ono, Toyoaki Eguchi, Akira Sakai, Minoru Kubota, Yukio Hasegawa: "Development of ultralow temperature scanning tunneling microscope cooled by a dilution refrigerator"e-J. Surf. Sci. Nanotech.. Vol.2. 151-154 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Araki, M.Nakamura, S.Harada, T.Obata, N.Mikhin, V.Syvokon, M.Kubota: "Phase Diagram of Hydrogen in Pa11adium"Journal of Low Temperature Physics. vol.134. 1145-1151 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obata, M.Fukuda, N.Mikhin, J.D.Reppy, M.Kubota: "Torsional Oscillator Study of Thin He Films under High Speed Rotation"Journal of Low Temperature Physics. Vol.134. 559-565 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryuichi Masutomi, Yoshitomo Karaki, Hidehiko Ishimoto: "Direct Nuclear Demagnetization of Two Dimensional Solid 3He Adsorbed on Graphite"J. Low Temp. Physics. Vol.134. 49 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obata, J.D.Reppy, M.Kubota: "Porocity Dependence of Tortuosity Factor in a Multiply Connected Substrate"Journal of Low Temperature Physics. Vol.134. 547-552 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yamashita, A.Matsubara, R.Ishiguro, Y.Sasaki, 0.Ishikawa, M.Kubota, Y.M.Bunkov, T.Mizusaki: "Rotating Liquid 3He in Aerogel"Journal of Low Temperature Physics. Vol.134. 749-155 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nikolay P.Mikhin, Vitaly E.Syvokonl, Toshiaki Obata, Minoru Kubota: "Torsion oscillator study of three-dimensional superuidity of 4He thin lms in 10 mm porous glass"Physica B. 329-333. 272-273 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Minoru Kubota, Toshiaki Obata, Ryousuke Ishiguro, Minoru Yamashita, Takeshi Igarashi, Emi Hayata, Osamu Ishikawa, Yutaka Sasaki, Nikolay Mikhin, Muneyuki Fukuda, Vladimir Kovacik, Takao Mizusaki: "Super uldity and quantized vortex studies under rotation up to 4 Hz at mK and 1 Hz at sub-mK temperatures"Physica B. 329-333. 1577-1581 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Ishiguro, M.Yamashita, T.Igarashi, E.Hayata, 0.Ishikawa, Y.Sasaki, K.Fukuda, M.Kubota, H.Ishinioto, T.Mizusaki, T.Ohmi, T.Takagi, R.E.Packard: "Vortex nucleation and texture of rotating 3He-A in cylindrical cells with R-10ξD"Physica B. 329-333. 66-67 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Karaki, R.Masutomi, M.Kubota, H.Ishuxnoto, T.Asano, Y.Ajiro: "Magnetic ordering of Quasi-1 D S=1/2 Heisenberg antiferromagnet Cu benzoate at sub-mK temperatures"Physica B. 329-333. 1002-1003 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshiaki Obata, Minoru Kubota: "Calculation of the phase field of a vortex pair on the surface of a multiply connected substrat"Phys. Rev. B. 66, (Rapid Comm.). 140506 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V.E.Syvokon, M.Kubota: "Study of a helium film in 10 μ m porous glass by torsional oscillator in free decay mode"J. Low Temp. Phys.. Vol.123. 563-568 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.B.Sonin: "Domain structure of superconducting ferromagnets"Phys. Rev. B. 66. 100504(R) (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Mikhin, A.Polev, E.Rudavskii: "Spin Diffusion processes in Solid 3He -4He Mixtures near the BCC-HCP Phase Transition at the Melting Curve"Journ. of Low Temp. Physics. Vol.127, No.5/6. 279-287 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Araki, M.Nakamura, S.Harada, T.Obata, N.Mikhin, V.Syvokon, M.Kubota: "Phase Diagram of Hydrogen in Palladium"Journal of Low Temperature Physics. 134. 1145-1151 (2004)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Obata, M.Fukuda, N.Mikhin, J.D.Reppy, M.Kubota: "Torsional Oscillator Study of Thin He Films under High Speed Rotation"Journal of Low Temperature Physics. 134. 559-565 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Obata, J.D.Reppy, M.Kubota: "Porocity Dependence of Tortuosity Factor in a Multiply Connected Substrate"Journal of Low Temperature Physics. 134. 547-552 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yamashita, A.Matsubara, R.Ishiguro, Y.Sasaki, O.Ishikawa, M.Kubota, Y.M.: "Rotating Liquid 3He in Aerogel"Journal of Low Temperature Physics. 134. 749-755 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nikolay P.Mikhin, Vitaly E.Syvokonl, Toshiaki Obata, Minoru Kubota: "Torsion oscillator study of three-dimensional superfuidity of 4He thin films in 10 mm porous glass"Physica. B 329-333. 272-273 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Minoru Kubota, Toshiaki Obata, Ryousuke Ishiguro, Minoru Yamashita, Takeshi Igar: "Super-uidity and quantized vortex studies under rotation up to 4 Hz at mK and 1 Hz at sub-mK temperatures"Physica. B329-333. 1577-1581 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 小幡 利顕, 久保田 実: "Calculation of the phase field of a vortex pair on the surface of a multiply connected substrate"Physical Review B Rapid Communication. 66. 140506-1-140506-4 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kubota, T.Obata, R.Ishiguro, M.Yamashita, T.Igarashi, E.Hayata, O.Ishikawa, Y.Sasaki, N.Mikhin et al.: "Superfluidity and Quantized Vortex Studies under Rotation up to 4-Hz atm Kand 1 Hz at sub-mK Temperatures"Physica B. (To be published). (2003)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] R.Ishiguro, M.Yamashita, T.Igarashi, E.Hayata, O.Ishikawa, Y.Sasaki, K.Fukuda, M.Kubota, H.Ishimoto, T.Mizusaki, T.Ohmi: "Vortex Nucleation and texture of rotating 3He -A in cylindrical with R_10 ξD"Physica B. (To be published). (2003)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nikolay P.Mikhin, Vitaly E.Syvokon, Toshiaki Obata, Minoru Kubota: "Torsion oscillator study of 3-dimensional superfluidity of 4He thin films in 10μm porous glass"Physica B. (To be published). (2003)

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      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2020-05-15  

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