準安定量子流体の物性

• 研究課題/領域番号: 17540313
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 簑口 友紀 (簔口 友紀) 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教 (10202350)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,860千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 360千円); 2008年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2007年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2006年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2005年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
• キーワード: 超流動ヘリウム / 準安定 / 固液転移 / 固化 / ロトン / 一次相転移 / 巨視的量子トンネリング / ヘリウム4 / ヘリウム / 固着 / グラファイト / グラフォイル / He-4 / 超流動 / 薄膜 / 固層 / 吸着膜 / ディスロケーション / QCM / 摩擦 / 量子固体 / 核形成 / 核生成 / 4He

研究概要

ヘリウム4(He-4)は低温で超流動という、粘性がなく熱を通しやすい液体に転移する。超流動He-4は常圧では凍らないが、25気圧以上の圧力をかけると凍ることが知られる。ゆっくりと加圧し、25気圧を越えることで準安定な超流動He-4を得る。本研究では、超流動He-4に特徴的な短波長音波(ロトン)が、準安定状態で圧力とともにどのように変化するかを、固体転移と関連して明らかにした。圧力を140気圧程度まで上げていくと、ロトンのエネルギーはゼロとなり、超流動状態は不安定になって必ず固化することを示した。この結果は、ミラノ大学の量子シミュレーションと定量的に一致した。

研究成果

• [雑誌論文] Competition between the Slippage and the Superfluidity of He-4 Films (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Ideura, H. Kobayashi, N. Hosomi, J. Taniguchi, Masaru Suzuki, T. Minoguchi
  • 雑誌名: Proceedings of World Tribology Congress 2009 270
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamical sticking of a solid He-4 filmwith supperfluid overlayer (2009)
  • 著者名/発表者名: Hosomi N, Taniguchi J, Suzuki M, Milnoguchi T
  • 雑誌名: Phys. Rev. B79 ページ: 172503-172503
  • 査読あり
• [雑誌論文] New sound mode in superfluid He-4 film adsorbed on atomically flat substrate (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Minoguchi
  • 雑誌名: J. of Phys. : Conference Series 150 ページ: 32060-32060
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of He-4 on Superfluid He-4 films Adsorbed on Grafoil (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Hosomi, J. Taniguchi, M. Suzuki, T. minoguchi
  • 雑誌名: J. of Phys. : Conference Series 150 ページ: 32031-32031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Activation Energy for Solid Nucleation in Overpressurized Superfluid He-4 (2007)
  • 著者名/発表者名: Tomoki Minoguchi
  • 雑誌名: J. Low Temp. Phys. 148 ページ: 737-742
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective free energy for soli dification of superfluid He-4 under pressure : Animprovement of previous model (2006)
  • 著者名/発表者名: Minoguchi, T.
  • 雑誌名: AIP Conf. Proc. 850 ページ: 351-351
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics of Quantized Vortices in a Torsional Oscillator under rotation : Proposed Experiments in Supersolid He-4 (2006)
  • 著者名/発表者名: Kubot a, M., Fukuda, M., Obata, T., Ito, Y., Penzyev, A, minoguchi, T., Sonin, E. B.
  • 雑誌名: AIP Conf. Proc. 850 ページ: 283-283
  • 査読あり
• [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, M., Zalalutdinov, M. K., Kovacik. V., Minoguchi, T., Obata, T., Kubota, M., Sonin, E. B.
  • 雑誌名: Phys. Rev. B71 (21) ページ: 212502-212502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Density functional theory of interface between solid and superfluid helium 4 (2005)
  • 著者名/発表者名: Caupin, F., minoguchi, T.
  • 雑誌名: J. Low Temp. Phys. 138 (1-2) ページ: 331-336
  • 査読あり
• [雑誌論文] New sound mode in superfluid He-4 film adsorbed on atomically flat substrate
  • 著者名/発表者名: Tomoki Minoguchi
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series (掲載確定)(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of He-3 on Superfluid He-4 films Adsorbed on Grafoil using Quartz Crystal Microbalance Technique
  • 著者名/発表者名: Nariko Hosomi, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics:Conference Series (掲載確定)(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamical sticking of a solid He-4 film with superfluid overlayer
  • 著者名/発表者名: N.Hosomi,J.Taniguchi,M.Suzuki and T.Minoguchi
  • 雑誌名: Physical Review B (掲載確定)(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Activation Energy for Solid Nucleation in Overpresserized Superfluid He-4
  • 著者名/発表者名: Tomoki Minoguchi
  • 雑誌名: J. Low Temp. Phys. (出版予定)
• [学会発表] New dynamics of He-4 films on graphite -- Superfluid dynamics coupled with solid bilayer-- (2010)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: ISSP workshop on Quantum solid properties the Supersolid state, and the Vortex State
  • 発表場所: 柏 (千葉県)
  • 年月日: 2010-03-06
• [学会発表] 超流動He-4の固化と密度汎関数理論 (DFT) (2010)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: 九州大学研究室セミナー
  • 発表場所: 九州大学 (福岡県)
  • 年月日: 2010-02-23
• [学会発表] グラフアイト上のHe-4吸着膜 -固体二重層と超流動薄膜の結合ダイナミクスー (2010)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: 九州大学物性理論セミナー
  • 発表場所: 九州大学 (福岡県)
  • 年月日: 2010-02-22
• [学会発表] Newsoud mode in superfluid He-4 film adsorbed on atomically flat substrate (2010)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: International Symposium on Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials (PSM2010)
  • 発表場所: 横浜 (神奈川県)
• [学会発表] グラフアイト上のHe-4吸着膜 -固体二重層と結合した超流動薄膜のダイナミクスー (2010)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: 科研費特定領域「スーパークリーン物質の物理」A2班研究会
  • 発表場所: 八王子
• [学会発表] 過加圧下超流動He-4のロトンギャップ (2009)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 熊本大学 (熊本県)
• [学会発表] Competition between the slippage and the superfluidity of He-4 Films (2009)
  • 著者名/発表者名: 出浦健一
  • 学会等名: World Tribology Congress 2009
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] He-4吸着固層の滑り-超流動環境下と常流動環境下- (2008)
  • 著者名/発表者名: 簔口友紀
  • 学会等名: 摩擦の会議
  • 発表場所: 愛知教育大学、愛知県
  • 年月日: 2008-09-13
• [学会発表] New sound mode in superfluid He-4 film adsorbed on atomically flat substrate (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomoki Minoguchi
  • 学会等名: ULT2008; Frontiers of Low Temperature Physics
  • 発表場所: London, United Kingdo
  • 年月日: 2008-08-16
• [学会発表] Effect of He-3 on Superfluid He-4 films Adsorbed on Grafoil using Quartz Crystal Microbalance Technique (2008)
  • 著者名/発表者名: Nariko Hosomi, et al.
  • 学会等名: LT25 - 25th International Conference on Low Temperature Physic
  • 発表場所: Amsterdam, Netherlan
  • 年月日: 2008-08-12
• [学会発表] New sound mode in superfluid He-4 film adsorbed on atomically flat substrate (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomoki Minoguchi
  • 学会等名: LT25 - 25th International Conference on Low Temperature Physic
  • 発表場所: Amsterdam, Netherlan
  • 年月日: 2008-08-09
• [学会発表] 吸着固層で生じる新しい種類の音波 (2008)
  • 著者名/発表者名: 簑口 友紀
  • 学会等名: 日本物理学会 年会
  • 発表場所: 近畿大学(大阪)
  • 年月日: 2008-03-25
• [学会発表] He-4吸着固層の滑り -超流動環境下と常流動環境下- (2008)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: 摩擦の会議2008
  • 発表場所: 愛知教育大学 (愛知県)
• [学会発表] Newsound modeinsuperfluid He-4 filmadsorbed on atomically flat substrate (2008)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: International Workshop on Ultra Low Temperature (ULT2008)
  • 発表場所: London (England)
• [学会発表] Newsound modein superfluid He-4 film adsorbed on atomically flat substrate (2008)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: International Conference of Low Temprature Physics (LT25)
  • 発表場所: Amsterdam (Netherland)
• [学会発表] Effect of He-4 on superfluid He-4 Films adsorbed on grafoil (2008)
  • 著者名/発表者名: 細見斉子
  • 学会等名: International Conference of Low Temperature Physics (LT25)
  • 発表場所: Amsterdam (Netherland)
• [学会発表] 吸着固層で生じる新しい種類の音波 (2008)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 近畿大学 (大阪)
• [学会発表] Solid layers of He-4 on graphite: Why they slip and why they stick? (2007)
  • 著者名/発表者名: Tomoki Minoguchi
  • 学会等名: PSM2007-International Symposium on Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials
  • 発表場所: 長良川(岐阜県)
  • 年月日: 2007-10-30
• [学会発表] 超流動ヘリウムの物性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: 成蹊大学大学院セミナー
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-09-26
• [学会発表] Dynamic Pinning of CDW in Superfluid Environment (2007)
  • 著者名/発表者名: Tomoki Minoguchi
  • 学会等名: QFS2007-International Symposium on Quantum Fluids and Solids
  • 発表場所: Kazan, Russia
  • 年月日: 2007-08-02
• [学会発表] Solid layers of He-4 on graphite: Why they slip and why they stick? (2007)
  • 著者名/発表者名: Tomoki Minoguchi
  • 学会等名: ICSF2007-The International Conference of Friction
  • 発表場所: 伊良湖(愛知県)
  • 年月日: 2007-08-02
• [学会発表] He-4吸着膜の非線形応答 (2007)
  • 著者名/発表者名: 簑口 友紀
  • 学会等名: 日本物理学会 分科会
  • 発表場所: 鹿児島大学(鹿児島)
  • 年月日: 2007-03-21
• [学会発表] Solidlayers of He-4 o ngraphite : Why they slip and whythey stick? (2007)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: International Symposiumon Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials (PSM2007)
  • 発表場所: 長良川 (岐阜県)
• [学会発表] Solid layers of He-4 on graphite : Why they slip and why they stick? (2007)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: International Conference on Science of Friction (ICSF)、(ICSF2007)
  • 発表場所: 伊良湖 (愛知県)
• [学会発表] Dynamic pinning of CDW insuperfluid environment (2007)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: Workshop on quantumli quid and solid (QFS2007)
  • 発表場所: Kazan (Russia)
• [学会発表] He-4吸着膜の非線形応答 (2007)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 鹿見島
• [学会発表] 超流動He-4のヘテロジニアスな固体核生成 (2006)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2006-09-26
• [学会発表] 過加圧下における超流動He-4の固液境界エネルギー (2006)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 2006-03-30
• [学会発表] 超流動He-4の固化の実効自由エネルギー -過加圧状態と固体核生成- (2005)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: 東大駒場物性セミナー
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2005-06-21
• [学会発表] Effective free energy for solidification of superfluid He-4 under pressure II (2005)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: International Conference of Low Temperature Physics (LT24)
  • 発表場所: Florida (USA)
• [学会発表] Newenergy dissipation peak in superfluid He-4 filmonrotating porous media (2005)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: Workshop on superfluid under rotation (SuR2005)
  • 発表場所: manchester (England)
• [学会発表] Effective free energy for solidification of superfluid He-4 under pressure II (2005)
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 同志社大学 (奈良県)
• [学会発表] Activation energy for solid nucleation in overpressurized superfluid He-4
  • 著者名/発表者名: 簑口友紀
  • 学会等名: Workshop on quant umliquid and solid (QFS2006)
  • 発表場所: 京都
• [備考] ホームページ
  • URL: http://phys.c.u-tokyo.ac.jp/cond-mat/minoguchi.html