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1次元ヘリウム系における超流動量子相転移の臨界現象

研究課題

研究課題/領域番号 18K03535
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関電気通信大学

研究代表者

谷口 淳子  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (70377018)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード1次元量子系 / 超流動 / 朝永-ラッティンジャー液体 / 臨界現象 / 超音波 / 量子臨界現象 / 朝永-ラッティンジャー液体 / 低次元系 / 朝永‐ラッティンジャー液体
研究成果の概要

本研究では,ナノ細孔中4Heを対象に,比熱,圧縮率,超流動応答,超音波などの測定を行ってきた.希薄領域における比熱および圧縮率の測定をもとに,非超流動相から超流動相になる面密度(nc)付近の低面密度側で流体相が消失し,すべて固相となることを明らかにした.そして,ncより高面密度側では固相の上に液相が形成され,その液相において低温で超流動相が発現していることを明らかにした.一方,加圧液体領域では,ねじれ振り子(kHz)・超音波(MHz)同時測定を進め,超音波で観測されるエネルギー散逸は,ねじれ振り子で観測される超流動に伴うエネルギー散逸とは異なる圧力変化を示すことを明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来,量子臨界現象は電子(フェルミ)系における超伝導‐絶縁体転移が主な研究対象として研究されてきた.一方,本研究は,1次元ヘリウム系という,電子系とは量子統計性も相互作用の性質も大きく異なる系を対象として,その臨界現象の一端を明らかにしてきた.このように統計性・相互作用が大きく異なる系での研究成果は,低(1)次元量子系の研究の多様性・フロンティアを広げることに資する.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] University of Alberta(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Ulberta(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Effects of 3He impurities on the mass decoupling of 4He films2020

    • 著者名/発表者名
      K. Ishibashi, J. Hiraide, J. Taniguchi, T. Minoguchi, M. Suzuki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 102 号: 10

    • DOI

      10.1103/physrevb.102.104104

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure of an inert layer of 4He adsorbed on mesoporous silica2019

    • 著者名/発表者名
      Junko Taniguchi, Kizashi Mikami, and Masaru Suzuki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 100 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevb.100.024103

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reentrant pinning of a 3He overlayer in a 3He-4He mixture film2019

    • 著者名/発表者名
      Ko Okamura, Junko Taniguchi, Mitsunori Hieda, and Masaru suzuki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 100 号: 21

    • DOI

      10.1103/physrevb.100.214508

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrasound study of the mass decoupling of 4He inert films on mesoporous silica2019

    • 著者名/発表者名
      Junko Taniguchi, Hideyuki Ichida, Masaru Suzuki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 99 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.024112

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 1次元ナノ細孔中Heの超音波・ねじれ振り子同時測定2022

    • 著者名/発表者名
      谷口淳子,黒澤涼,栗原正怜,鈴木勝
    • 学会等名
      日本物理学会2022年年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurements of superfluid of 4He through an oriented porous membrane2021

    • 著者名/発表者名
      Junko Taniguchi, Masumi Suzuki, Masaru Suzuki,
    • 学会等名
      International Symposium on quantum fluids and solids, QFS2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 配向性多孔質膜中4Heの超流動流の観測2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木真澄,谷口淳子,鈴木勝
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会,
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 配向性多孔質膜中Heの超流動の音叉型水晶振動子による観測Ⅱ2021

    • 著者名/発表者名
      金子愛莉,谷口淳子,鈴木勝,檜枝光憲
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 3Heをドープしたグラファイト基盤上4He吸着膜の滑り摩擦Ⅳ2021

    • 著者名/発表者名
      石橋健次,平出丈,谷口淳子,鈴木勝
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 配向性多孔質膜中Heの超流動の音叉型水晶振動子による観測2020

    • 著者名/発表者名
      谷口淳子,名古屋亮人,鈴木勝,檜枝光憲,山口央,渋谷裕太,伊藤徹二
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Superfluid measurements of 4He confined in an oriented porous membrane2020

    • 著者名/発表者名
      Masumi Suzuki, Junko Taniguchi, Masaru Suzuki
    • 学会等名
      Irago conference
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 4He吸着膜スリップ現象の超流動前駆現象における3He不純物の影響Ⅱ2020

    • 著者名/発表者名
      石橋健司,谷口淳子,鈴木勝
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 配向性多孔質膜中Heの超流動の測定Ⅱ2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木真澄,谷口淳子,鈴木勝,山口央,渋谷祐太,伊藤徹二
    • 学会等名
      第75回日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 簡易CMN温度計と小型1-mK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
      第75回日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 200 NHz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
      第75回日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Ultrasound and heat capacity study of 4He films on mesoporous silica2019

    • 著者名/発表者名
      Junko Taniguchi
    • 学会等名
      International conference on quantum fluids and solids QFS2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Possible thermodynamical phase slips in superfluid 4He confined in 1 2.5-nm channel of FSM2019

    • 著者名/発表者名
      Junko Taniguchi, Kento Taniguchi, Kousuke Kanno, Masaru Suzuki
    • 学会等名
      International conference on quantum fluids and solids QFS2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 配向性多孔質膜中Heの超流動の測定2019

    • 著者名/発表者名
      谷口淳子,鈴木勝,山口央,渋谷祐太,伊藤徹二,Paul Kim, Fabien Souris, John P. Davis
    • 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] ナノポーラスシリカに吸着した4Heの物性2019

    • 著者名/発表者名
      谷口淳子
    • 学会等名
      第4回電気通信大-東京理科大合同研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノヘルムホルツ共鳴器と配向性多孔質膜を組み合わせた超流動計の開発2018

    • 著者名/発表者名
      谷口淳子,鈴木勝,山口央,渋谷祐太,伊藤徹二,Paul Kim, Fabien Souris, John P. Davis
    • 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] Competition between thermodynamical and dynamical superfluid on 4He confined in a nanometer-size channel2018

    • 著者名/発表者名
      Junko Taniguchi, Kento Taniguchi, and Masaru Suzuki
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Slippage and localized-unlocalized transition in a 4He solid film system2018

    • 著者名/発表者名
      Junko Taniguchim Hideruyki Ichida, and Masaru Suzuki
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 谷口淳子の個人ウェブページ/研究成果

    • URL

      http://lt.phys.uec.ac.jp/research.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] http://lt.phys.uec.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 低次元量子流体の研究

    • URL

      http://lt.phys.uec.ac.jp/research.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 鈴木・谷口研究質 研究内容

    • URL

      http://ns.phys.uec.ac.jp/research/research.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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