量子音響タブレンスの観測に向けた極低温液体ヘリウム中の気泡生成の研究

• 研究課題/領域番号: 22740201
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 小原 顕 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 講師 (50347481)
• 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: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2011年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2010年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 表面 / 界面 / 気泡核生成 / 液体ヘリウム / 超流動 / 気泡生成 / 確率現象 / 非平衡開放系 / 表面・界面 / 超低温・量子凝縮系 / 非線形物理学

研究概要

超純粋かつ量子性の強い液体^4Heに大振幅の音波を入射すると、非線形かつ非定常な吸収が観測される。この異常な吸収はランダムではあるが、新たに導入した統計処理を行うことにより、定量的な評価が可能となった。その結果、異常吸収の発生は気泡発生に伴うものでることをほぼ確定した。また、波形の観測から、音響タブレンスの前兆を捕まえた。いずれの成果も、今後の発展に期待が持てる。

研究成果

• [雑誌論文] Anomalous sound absorption of finite amplitude sound in Liquid^4He (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Obara, Y. Kimura, et. al.
  • 雑誌名: J. of Phys.: Conf. Ser
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acoustic Resonance of Superfluid He3 in Parallel Plates (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Obara, C. Kato, et. al
  • 雑誌名: J. of Low Temp. Phys 巻: 162 号: 3-4 ページ: 190-195
  • DOI: 10.1007/s10909-010-0298-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-of-Flight Experiments of Vortex Rings Propagating from Turbulent Region of Superfluid He-4 at High Temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Nago, T. Ogawa, K. Obara, et. al.
  • 雑誌名: J. Low Temp. Phys 巻: 162 号: 3-4 ページ: 322-328
  • DOI: 10.1007/s10909-010-0277-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acoustic Resonance of Superfluid He-3 in Parallel Plates (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Obara, C.Kato, S.Sasamoto, H.Yano, O.Ishikawa, T.Hata
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 巻: 162 ページ: 190-195
  • 査読あり
• [雑誌論文] Frictional motion of normal-fluid component of superfluid He-3 in aerogel (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Obara, C. Kato, et. al.
  • 雑誌名: Physical Review B 82 巻: 054521 号: 5
  • DOI: 10.1103/physrevb.82.054521
  • 査読あり
• [雑誌論文] Frictional motion of normal-fluid component of superfluid He-3 in aerogel (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Obara, C.Kato, T.Matsukura, Y.Nago, R.Kado, H.Yano, O.Ishikawa, T.Hata, S.Higashitani, K.Nagai
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous sound absorption of finite amplitude sound in Liquid 4He
  • 著者名/発表者名: K.Obara, Y.Kimura, et.al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series (accepted 2012/02/16) 巻: (出版確定)
  • 査読あり
• [学会発表] 液体^4He中の大振幅音波III (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村豊, 小原顕, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 超流動^4He中乱流から放出された渦環と乱流生成エネルギーの関係 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西嶋陽, 小原顕, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 超流動^4He乱流から放出される渦環の飛行 (2012)
  • 著者名/発表者名: 久保博史, 小原顕, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 振動子が作る超流動^4He乱流から放出される渦環 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永合祐輔, 小原顕, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 液体4He中の大振幅音波III (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村豊, 小原顕, 矢野英雄, 石川修六, 畑徹
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 超流動4He中乱流から放出された渦環と乱流生成エネルギーの関係 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西嶋陽, 久保博史, K.Thompson, 永合祐輔, 小原顕, 矢野英雄, 石川修六, 畑徹
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 超流動4He乱流から放出される渦環の飛行 (2012)
  • 著者名/発表者名: 久保博史, 西嶋陽, K.Thompson, 永合祐輔, 小原顕, 矢野英雄, 石川修六, 畑徹
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 振動子が作る超流動4He乱流から放出される渦環 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永合祐輔, 西嶋陽, 久保博史, K.Thompson, 小原顕, 矢野英雄, 石川修六, 畑徹
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 平行平板内に閉じ込めた超流動^3He中の第4音波共鳴測定III (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤千秋, 小原顕, 他
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] ドライ希釈冷凍機の開発と温度測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山口晃史, 小原顕, 他
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 超流動^4He乱流から放出される量子渦環と常流体との相互摩擦 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小川徹也, 小原顕, 矢野英雄, 他
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 超流動^4He中乱流から放出される渦環の伝播 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西嶋陽, 小原顕, 他
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 液体^4He中の大振幅音波II (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村豊, 小原顕, 他
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 超流動4He乱流から放出される量子渦環と常流体との相互摩擦 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小川徹也, 西嶋陽, 久保博史, 永合祐輔, 小原顕, 矢野英雄, 石川修六, 畑徹
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 超流動4He中乱流から放出される渦環の伝播 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西嶋陽, 久保博史, 小川徹也, 永合裕輔, 小原顕, 矢野英雄, 石川修六, 畑徹
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 液体4He中の大振幅音波II (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村豊, 福井敦史, 加藤千秋, 永合祐輔, 小原顕, 矢野英雄, 石川修六, 畑徹
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 平行平板内に閉じ込めた超流動3He中の第4音波共鳴測定III (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤千秋, 笹本征吾, 木村豊, 小原顕, 矢野英雄, 石川修六, 畑徹
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] Anomalous Sound Absorption of Finite Amplitude Sound in Liquid^4He (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Kimura, Ken Obara, et. al.
  • 学会等名: 26th International Conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Beijin, China
  • 年月日: 2011-08-13
• [学会発表] Generation and Detection of Vortex Rings in Superfluid^4He at Very Low Temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Yano, Ken Obara. et. al.
  • 学会等名: 26th International Conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Beijin, China
  • 年月日: 2011-08-13
• [学会発表] 液体^4He中の大振幅音波 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小原顕, 木村豊, 加藤千秋, 永合祐輔, 矢野英雄, 石川修六, 畑徹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 新潟大学(東日本大震災の影響のためWEB開催)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] Anomalous Sound Absorption of Finite Amplitude Sound in Liquid 4He (2011)
  • 著者名/発表者名: Ken Obara, et.al.
  • 学会等名: New Frontiers of Low Temperature Physics ULT2011
  • 発表場所: KAIST, Korea
• [学会発表] Anomalous Sound Absorption of Finite Amplitude Sound in Liquid 4He (2011)
  • 著者名/発表者名: Ken Obara, et.al.
  • 学会等名: 26th International Conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Beijin
• [学会発表] Generation and Detection of Vortex Rings in Superfluid 4He at Very Low Temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: Ken Obara, et.al.
  • 学会等名: 26th International Conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Beijin
• [学会発表] Acoustic Resonance of Superfluid He-3 in Parallel Plates (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Obara, C.Kato, S.Sasamoto, H.Yano, O.Ishikawa, T.Hata
  • 学会等名: International Symposium on Quntum Fluids and Solids (QFS2010)
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] Fourth sound of superfluid^3He in aerogel (2010)
  • 著者名/発表者名: Ken Obara
  • 学会等名: International Symposium on Quntum Fluids and Solids
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 年月日: 2010-08-02
• [学会発表] Acoustic Resonance of Superfluid He-3 in Parallel Plates (2010)
  • 著者名/発表者名: Ken Obara
  • 学会等名: International Symposium on Quntum Fluids and Solids
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 年月日: 2010-08-02
• [学会発表] Fourth sound of superfluid _3He in aerogel (2010)
  • 著者名/発表者名: Ken Obara
  • 学会等名: International Symposium on Quntum Fluids and Solids (QFS2010)
  • 発表場所: Grenoble, France(招待講演)
  • 年月日: 2010-08-02
• [学会発表] 液体4He中の大振幅音波
  • 著者名/発表者名: 小原顕, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
• [備考]
  • URL: http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/phys/ult/