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低次元強相関ボーズ流体の超流動ダイナミクスと非線形応答

研究課題

研究課題/領域番号 17K05568
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

檜枝 光憲  東京医科歯科大学, 教養部, 教授 (30372527)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード超流動 / 非線形効果 / KT転移 / ボーズ流体 / ヘリウム4 / 低次元 / TL液体 / ボーズ液体 / 低次元系
研究成果の概要

高周波振動子である水晶マイクロバランスを駆使し、広帯域周波数(20~500MHz)において種々の次元の強相関ヘリウム4に対して超流動応答(超流動密度、エネルギー散逸)測定を実施した。本研究により、主に次の結果が得られた。(1)マイクロ波帯において2次元超流動応答の測定に成功した。(2)多重極限(高周波、回転)における研究により、2次元超流動の回転効果が生じる臨界速度に周波数依存が存在することを明らかにした。(3)バルク液体ヘリウム4超流動の横ずれ音響インピーダンス研究を実施し、素励起(フォノン、ロトン)の有効粘性モデルと定性的に一致することを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

スーパークリーンなヘリウム量子流体は超流動の機械的応答研究ができるオンリーワン系であり強相関ボーズ流体に関する基礎研究の理想的なモデル系である。本研究成果により超流動ダイナミクスの断片が明らかにされ、また高周波を使った研究の新たな可能性を示した。これらの結果は強相関ボーズ系における普遍性を捉えたものと考えられ、他の強相関ボーズ系(超伝導体、磁性体、電子、冷却原子気体、結晶、液晶、クオーク)の研究においても大きな前進になるものと考える。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Transition from a 2D Degenerate Bose Liquid to 3D Superfluid in 4He Films Formed in Nanopores2017

    • 著者名/発表者名
      Matsushita Taku、Hieda Mitsunori、Toda Ryo、Inagaki Shinji、Wada Nobuo
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 86 号: 10 ページ: 103601-103601

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.103601

    • NAID

      210000134531

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 200MHzを超える2次元4He超流動応答測定の試み2020

    • 著者名/発表者名
      檜枝光憲, 小林利章, 谷口淳子, 鈴木勝, 松下琢, 和田信雄
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 簡易CMN温度計と小型10mK冷凍機の性能評価2020

    • 著者名/発表者名
      和田信雄, 小林利章, 谷口淳子, 山口明, 檜枝光憲, 松下琢
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 3次元ナノ細孔中の3Heスピン緩和時間の4He膜厚依存性2020

    • 著者名/発表者名
      稲垣諒一, 松下琢, 伊藤正行, 天池一憲, 檜枝光憲, 和田信雄
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 3次元ナノ細孔中の固体領域の4He薄膜上に形成される3Heの束縛状態2019

    • 著者名/発表者名
      稲垣諒一, 松下琢, 伊藤正行, 天池一憲, 檜枝光憲, 和田信雄
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 4He被覆した3次元ナノ細孔中に吸着した3He薄膜のγ値の大きなフェルミ液体状態2019

    • 著者名/発表者名
      松下琢, 稲垣諒一, 伊藤正行, 天池一憲, 檜枝光憲A, 和田信雄
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 10mK小型冷凍機の開発III2019

    • 著者名/発表者名
      和田信雄, 松下琢, 檜枝光憲
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Kosterlitz-Thouless Superfluid Transition of 4He Films on Planar Gold2018

    • 著者名/発表者名
      M. Hieda, H. Yamaguchi, T. Matsushita, and N. Wada
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids, QFS2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Singlet Dimer Bound State of 3He in Nanopore Suggested by NMR2018

    • 著者名/発表者名
      T. Matsushita, K. Amaike, M. Hieda, and N. Wada
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids, QFS2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 10mK小型冷凍機の開発II2018

    • 著者名/発表者名
      和田信雄, 浦野慎也, 松下琢, 檜枝光憲
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] バルク液体4Heの横音響インピーダンス測定II2018

    • 著者名/発表者名
      檜枝光憲, 立木智也A, 高橋大輔B, 白濱圭也A, 奥田雄一D, 河野公俊C, D, 松下琢E, 和田信雄E
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 3次元ナノ細孔中の液体4He薄膜上に形成される3He束縛状態2018

    • 著者名/発表者名
      松下琢, 稲垣諒一, 天池一憲, 檜枝光憲A, 和田信雄, 伊藤正行
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノ多孔体中ヘリウム超流動研究のための10mK小型希釈冷凍機の開発2018

    • 著者名/発表者名
      浦野慎也, 青木文哉, 松下琢, 檜枝光憲, 和田信雄
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] バルク液体4Heの横音響インピーダンス測定2018

    • 著者名/発表者名
      檜枝光憲, 立木智也, 高橋大輔, 白濱圭也, 奥田雄一, 河野公俊, 松下琢, 和田信雄
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 3次元ナノ多孔体HMM-2に吸着した4He薄膜上3HeのNMRによる観測IV2018

    • 著者名/発表者名
      天池一憲, 松下琢, 檜枝光憲, 和田信雄
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] QCM測定における2次元およびバルク4Heの回転効果2017

    • 著者名/発表者名
      檜枝光憲, 滝沢亮人A, 立木智也B, 高橋大輔C, 白濱圭也B, 奥田雄一D, 河野公俊D, 松下琢A, 和田信雄A
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 3次元ナノ多孔体HMM-2に吸着した4He薄膜上3HeのNMRによる観測III2017

    • 著者名/発表者名
      天池一憲, 松下琢, 檜枝光憲, 和田信雄
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 3次元ナノ多孔中4He薄膜の2次元縮退および3次元相転移に伴う比熱2017

    • 著者名/発表者名
      和田信雄, 松下琢, 鈴木尚将, 檜枝光憲, 戸田亮
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] One- and Three-Dimensional Transitions of 4He Superfluid Films Formed in Nanopores2017

    • 著者名/発表者名
      T. Matsushita, N. Wada, T. Suzuki, S. Urano, T. Murai, R. Toda, M. Hieda
    • 学会等名
      ULT 2017: Frontiers of Low Temperature Physics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Essentially Different 3He Fluid States in 4He-preplated 1D and 3D Nanopores Revealed by NMR2017

    • 著者名/発表者名
      T. Matsushita, K. Amaike, R. Shibatsuji, M. Hieda, N. Wada
    • 学会等名
      ULT 2017: Frontiers of Low Temperature Physics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] One- and Three-Dimensional Transitions of 4He Superfluid Films Formed in Nanopores2017

    • 著者名/発表者名
      N. Wada, T. Matsushita, T. Suzuki, S. Urano, T. Murai, R. Toda, M. Hieda
    • 学会等名
      28th International Conference on Low Temperature Physics, LT28
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Possible Tomonaga-Luttinger liquid state of 3He adsorbed in 1D nanochannels2017

    • 著者名/発表者名
      T. Matsushita, R. Shibatsuji, K. Kurebayashi, M. Hieda, N. Wada
    • 学会等名
      28th International Conference on Low Temperature Physics, LT28
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3He fluid states adsorbed in 4He-preplated nanopores with 3D connection2017

    • 著者名/発表者名
      T. Matsushita, K. Amaike, T. Yoshimura, M. Kuno, M. Hieda, N. Wada
    • 学会等名
      28th International Conference on Low Temperature Physics, LT28
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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