量子固体ヘリウム4中の極微量不純物ヘリウム3のNMR

• 研究課題/領域番号: 22654039
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 佐々木 豊 京都大学, 低温物質科学研究センター, 准教授 (60205870)
• 研究協力者: 戸田 亮 京都大学, 大学院・理学研究科, 特定研究員 ; PATRYK Gumann 米国Rutgers大学, 研究員 ; 尾上 わか奈 京都大学, 大学院・理学研究科, 大学院生 ; 金本 真知 京都大学, 大学院・理学研究科, 大学院生 ; 角田 智幸 京都大学, 大学院・理学研究科, 大学院生 ; 田中 佑輔 京都大学, 大学院・理学研究科, 大学院生 ; 伊藤 良介 京都大学, 大学院・理学研究科, 大学院生 ; 人見 純司 京都大学, 大学院・理学研究科, 大学院生 ; 笠井 純 京都大学, 理学部, 学部生 ; 宮津 怜嗣 京都大学, 理学部, 学部生 ; 渡會 康介 京都大学, 理学部, 学部生 ; MINKI Jeong 京都大学, 低温物質科学研究センター, 研究員(研究機関)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,040千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2010年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: スーパーソリッド / 不純物効果 / NMR / MRI / SQUID

研究概要

量子固体ヘリウム4の示す超固体現象を理解するために、1ppm以下の微量不純物ヘリウム3のNMR測定を目指した技術開発を行った。量子干渉素子SQUIDを利用した前置増幅器により、室温部に半導体前置増幅器を設置した従来型のNMR測定装置と比べて1万倍程度の感度向上が可能であることを示した。また、ヘリウム3不純物が結晶中で偏在するしないに関わらず超固体特性を同程度に抑制する不思議な不純物効果を持つことを発見した。

研究成果

• [雑誌論文] Simultaneous Measurement of Torsional Oscillator and NMR in Solid 4He with 10 ppm of 3He (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Toda, W. Onoe, M. Kanemoto, T. Kakuda, Y. Tanaka, and Y. Sasaki
  • 雑誌名: Low Temp. Phys 巻: 162 号: 5-6 ページ: 476-482
  • DOI: 10.1007/s10909-010-0279-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Self-Organized Criticality in the Crystallization Process of Superfluid 4He (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Sasaki
  • 雑誌名: JPSJ Online-News and Comments [December 2, 2011]
• [雑誌論文] Simultaneous Measurement of Torsional Oscillator and NMR in Solid 4He with 10 ppm of 3He (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Toda, et al.
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 巻: 162 ページ: 476-482
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous measurement of torsional oscillator and NMR of very dilute 3He in solid4He (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Toda, P. Gumman, K. Kosaka, M. Kanemoto, W. Onoe, and Y. Sasaki
  • 雑誌名: Physical Review 巻: B 82 号: 21 ページ: 219901-219901
  • DOI: 10.1103/physrevb.82.219901
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous measurement of torsional oscillator and NMR of very dilute 3He in solid 4He (2010)
  • 著者名/発表者名: R.Toda, et al.
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 81
  • NAID: 120002511351
  • 査読あり
• [学会発表] エアロジェル中液体3Heの熱伝導測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤良介, 他
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 狭小ネットワーク空間中の超流動3He(2) (2012)
  • 著者名/発表者名: 人見純司, 他
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 極小ノイズのSQUIDアンプを用いたNMR装置の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 笠井純, 宮津怜嗣, 渡會康介, Minki Jeong, 佐々木豊
  • 学会等名: 京都大学低温物質科学研究センター第10回講演会・研究交流会
  • 発表場所: 京都大学,京都市
  • 年月日: 2012-03-09
• [学会発表] Evidence of Diluted Superfluid3He in Aerogel (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤良介, 田中佑輔, 人見純司, 戸田亮, 金本真知, 佐々木豊
  • 学会等名: 物性研究所短期研究会「量子凝縮系におけるdefectsおよびtopology」,東京大学物性研究所
  • 発表場所: 柏市
  • 年月日: 2012-01-05
• [学会発表] エアロジェル中液体3Heにおける過剰な4Heの効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤良介, 他
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 狭小ネットワーク空間中の超流動3He (2011)
  • 著者名/発表者名: 人見純司, 他
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] NMR/MRI Study of Superfluid 3He in Aerogel (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Sasaki
  • 学会等名: International Conference on Low Temperature Physics LT26
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2011-08-13
• [学会発表] 4He超固体中の微量不純物3HeのNMR (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐々木豊
  • 学会等名: 理研シンポジウム「量子凝縮系の非線形・非平衡現象」,理化学研究所
  • 発表場所: 和光市
  • 年月日: 2011-01-04
• [学会発表] NMR measurement on extremely diluted 3He impurity in solid 4He with NCRI (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Sasaki, et al.
  • 学会等名: KOREA-JAPAN SOLID HELIUM WORKSHOP
  • 発表場所: 韓国、Daejeon(招待講演)
  • 年月日: 2010-12-21
• [学会発表] Inhomogeneous Distribution of impurity 3He in Solid4He with NCRI (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Toda, W. Onoe, M. Kanemoto, T. Kakuda, Y. Tanaka, and Y. Sasaki
  • 学会等名: Korea-Japan Solid Helium Workshop
  • 発表場所: KAIST, Daejeon, Korea
  • 年月日: 2010-12-20
• [学会発表] 4He固体中極微量3He不純物の磁化緩和過程 (2010)
  • 著者名/発表者名: 戸田亮, 尾上わか奈, Patryk Gumann, 金本真知, 角田智幸, 田中佑輔, 佐々木豊
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] 4He固体中極微量3He不純物の磁気緩和過程 (2010)
  • 著者名/発表者名: 戸田亮, 他
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] Simultaneous measurement of torsional oscillator and NMRin solid4Hewith 10ppm of 3He (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Toda, W. Onoe, M. Kanemoto, T. Kakuda, Y. Tanaka, and Y. Sasaki
  • 学会等名: International Symposium on Quantum Fluids and Solids QFS2010
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 年月日: 2010-08-05
• [学会発表] Simultaneous measurement of torsional oscillator and NMR in solid 4He with 10ppm of 3He (2010)
  • 著者名/発表者名: R.Toda, et al.
  • 学会等名: International Symposium on Quantum Fluids and Solids 2010
  • 発表場所: フランス国グルノーブル
  • 年月日: 2010-08-05
• [学会発表] NMR measurement on extremely diluted 3He impurity in solid 4^He with NCRI (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Toda, W. Onoe, M. Kanemoto, T. Kakuda, Y. Tanaka, and Y. Sasaki
  • 学会等名: Super solidity 2010
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2010-07-30
• [学会発表] NMR measurement on extremely diluted 3He impurity in solid 4He with NCRI (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Sasaki, et al.
  • 学会等名: SUPERSOLIDITY 2010
  • 発表場所: フランス国パリ(招待講演)
  • 年月日: 2010-07-30
• [備考]
  • URL: http://www2.scphys.kyoto-u.ac.jp/Labos/Teion/
• [備考]
  • URL: http://www.scphys.kyoto-u.ac.jp/gcoe/Announcements/Newsletter/Newsletter10.pdf