Using soft X-ray coherent diffraction imaging to study and tailor the formation of superfluid helium droplets and quantum vortices within them

• 研究課題/領域番号: 23K28359
• 補助金の研究課題番号: 23H03670 (2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分80040:量子ビーム科学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
• 研究代表者: HARRIES JAMES 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光量子科学研究所 放射光科学研究センター, 上席研究員 (30416383)
• 研究分担者: 久間 晋 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (50600045)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2027年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2026年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2025年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2024年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2023年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
• キーワード: 超流動 / 液滴 / ヘリウム / XFEL / ヘリウム液滴 / X線自由電子レーザー / イメージんぐ

研究開始時の研究の概要

本研究の対象は超流動液体ヘリウムのナノ粒子である。極低温(0.4K, ‐273°C)、大きさnm μmの量子ビームを真空チャンバー内に作って、X線自由電子レーザーからの光を用いて一個一個の液滴の大きさ、形、量子性質を調べる。粒子の超流動性質を用いて、粒子の中に捕獲する別の粒子(単分子、複数分子、原子クラスター、ナノ粒子等)の液滴との相互作用の測定や、その内包粒子の構造の測定も可能とする。さらに、可視光レーザーとの組み合わせで内包粒子のダイナミックスにも展開させる。研究開発は量研や理研で行い、測定はSACLA等のX線自由電子レーザー施設で行う予定である。