核量子効果がひき起こす第２の液相への冷却融解：ヘリウムの計算機実験による例証

• 研究課題/領域番号: 24K08354
• 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32010:基礎物理化学関連
• 研究機関: 奈良女子大学
• 研究代表者: 衣川 健一 奈良女子大学, 自然科学系, 教授 (50254446)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2026年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円); 2025年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2024年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 核量子効果 / ポリアモルフィズム / 経路積分 / 液体ヘリウム / 逆融解

研究開始時の研究の概要

本研究は「一般に，物質は十分な低温に冷却すれば，原子の核量子効果によって固体が融解するのか」という本質的な問いに答える第一歩の研究である。
本研究では，
①：固体が温度低下によって原子の核量子効果によって冷却融解を引き起こすこと，
②：冷却融解で生成した第２の液相は，加熱融解で生成する第１の液相とは異なる相であること，
の２点を証明する。
この例証は，物質系の中で最も顕著に核量子効果を発現するモデルケースとしてのヘリウム４を対象にした計算機実験（経路積分セントロイド分子動力学シミュレーション）の手法によって行う。