| 研究課題/領域番号 |
17K05548
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
物性Ⅱ
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| 研究機関 | 大阪市立大学 |
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研究代表者 |
坪田 誠 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (10197759)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 量子流体力学 / 量子乱流 / 量子渦 / 超流動ヘリウム / 原子気体ボース・アインシュタイン凝縮 / 乱流 / 2流体モデル / 可視化実験 / 低温物性 |
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| 研究成果の概要 |
量子流体力学および量子乱流の研究を行った。[超流動ヘリウム] 1941年にランダウが提案した２流体モデルは超流動現象を記述する強力な現象論的モデルだが、両者の運動方程式を連立させて解かれたことはほとんどない。本研究では、超流体のダイナミクスを量子渦糸モデルで、常流体をナヴィエ・ストークス方程式で記述し、両者は相互摩擦で結合、連立させて解き、史上初めて、超流体と常流体の結合ダイナミクスを明らかにすることができた。[原子気体BEC]箱形ポテンシャルに閉じ込められたBECに対し振動でエネルギーを注入し、ポテンシャルの高さを変えて、乱流のエネルギーカスケードの観測に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
乱流は基礎科学から応用科学まで、広い分野で研究されて来たが、未だ十分な解明には至っていない。超流動ヘリウムや原子気体BECなどの低温の量子凝縮系では、量子渦の出現に象徴されるように、通常の乱流よりも簡単な「乱流の雛形」が提供されると期待されている。本研究で得られた、超流動ヘリウムの２流体モデルにおける乱流、および原子気体BECの乱流で得られた知見は、普通の乱流の理解にも資する。
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