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ヘリウム4結晶における濡れ性制御と量子トライポロジーの開拓

研究課題

研究課題/領域番号 26287074
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅱ
研究機関東京工業大学

研究代表者

野村 竜司  東京工業大学, 理学院, 助教 (00323783)

研究分担者 奥田 雄一  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (50135670)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2016年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2015年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2014年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
キーワード量子固体 / 超流動 / トライボロジー / 摩擦 / 接触角 / 濡れ / Cassie-Baxter state / 結晶成長 / Cassie-Baxter状態 / 物性実験
研究成果の概要

圧電素子で基板を左右へ非対称なずれ振動させることにより、動摩擦と静摩擦の差を利用して、超流動4He中に水平に配した基板上の4He結晶を水平方向に駆動することに初めて成功した。観測された4He結晶の運動は、通常物質の運動と大きく異なり、高速で超流動体から結晶成長する4He結晶の量子性が関わった新しいタイプの駆動様式によるものであった。
また超流動液体中の4He結晶の濡れ性の制御が、基板の粗面化により可能であることを実証した。これにより、結晶においても、基板表面に液体が浸潤するCassie-Baxter状態がありえることが示された。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Northwestern University(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Northwestern University(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Inchworm Driving of 4He Crystals in Superfluid2017

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshida, A. Tachiki, R. Nomura, and Y. Okuda
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 86 号: 7 ページ: 074603-074603

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.074603

    • NAID

      130008146706

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetry in Melting and Growth Relaxations of 4He Crystals in Superfluid after Manipulation by Acoustic Radiation Pressure2017

    • 著者名/発表者名
      R. Nomura, H. Abe, and Y. Okuda
    • 雑誌名

      New J. Phys.

      巻: 19 号: 2 ページ: 023049-023049

    • DOI

      10.1088/1367-2630/aa5b54

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Control of the wetting properties of 4He crystals in superfluid2016

    • 著者名/発表者名
      T. Takahashi, H. Minezaki, A. Suzuki, K. Obara, K. Itaka, R. Nomura, and Y. Okuda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 93 号: 5

    • DOI

      10.1103/physreve.93.052806

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Crystallization of 4He in Aerogel via Mass Flow from Surrounding Solid 4He2016

    • 著者名/発表者名
      H. Matsuda, A. Ochi, R. Isozaki, S. Minami, R. Nomura, J. Pollanen, W. P. Halperin, and Y. Okuda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 94 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevb.94.024509

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 4He Crystals in Reduced Gravity Obtained by the Parabolic Flights of a Jet Plane2016

    • 著者名/発表者名
      T. Takahashi, R. Nomura, and Y. Okuda
    • 雑誌名

      J. Low Temp. Phys.

      巻: 185 号: 3-4 ページ: 295-304

    • DOI

      10.1007/s10909-016-1592-y

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 多孔体中における量子結晶成長と自己組織化臨界性2016

    • 著者名/発表者名
      野村竜司
    • 雑誌名

      ホソカワ粉体工学振興財団年報

      巻: 23 ページ: 142-147

    • NAID

      130005313199

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Equilibrium Shape of 4He Crystal under Zero Gravity below 200 mK2015

    • 著者名/発表者名
      T. Takahashi, H. Ohuchi, R. Nomura, and Y. Okuda
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 1 号: 9

    • DOI

      10.1126/sciadv.1500825

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Transverse Acoustic Impedance of Superfluid 3He B Phase in Weak Magnetic Fields2015

    • 著者名/発表者名
      K. Akiyama, M. Wasai, M. Mashino, T. Nakao, S. Murakawa, R. Nomura, and Y. Okuda
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 84 号: 6 ページ: 065001-065001

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.065001

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-Dependent Acoustic Response in the Nonunitary A1 and A2 Phases of Superfluid He3 under High Magnetic Fields2015

    • 著者名/発表者名
      S. Murakawa, A. Yamaguchi, M. Arai, M. Wasai, Y. Aoki, H. Ishimoto, R. Nomura, Y. Okuda, Y. Nagato, S. Higashitani, and K. Nagai
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 114 号: 10 ページ: 105304-105304

    • DOI

      10.1103/physrevlett.114.105304

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Falling 4He Crystals in Superfluid2014

    • 著者名/発表者名
      R. Nomura, T. Yoshida, A. Tachiki, and Y. Okuda
    • 雑誌名

      New J. Phys.

      巻: 16 号: 11 ページ: 113022-113022

    • DOI

      10.1088/1367-2630/16/11/113022

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] “Supersolidity” Assisted Crystallization of 4He in Aerogels2017

    • 著者名/発表者名
      R. Nomura and Y. Okuda
    • 学会等名
      International Conference on Topological Materials Science 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anomalous Asymmetry in Melting and Growth Relaxations of 4He Crystals after Manipulation by Acoustic Radiation Pressure2017

    • 著者名/発表者名
      R. Nomura, H. Abe, and Y. Okuda
    • 学会等名
      The 28th International Conference on Low Temperature Physics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Contact Angles of 4He Crystals on a Rough Wall2017

    • 著者名/発表者名
      R. Nomura and Y. Okuda
    • 学会等名
      The 28th International Conference on Low Temperature Physics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Crystallization dynamics of 4He far from equilibrium2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Nomura
    • 学会等名
      ULT 2017 Frontiers of Low Temperature Physics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 変形した4He結晶が示す成長・融解緩和過程の非対称性2017

    • 著者名/発表者名
      野村竜司,阿部陽香,奥田雄一
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 4He結晶の濡れ特性の制御II2017

    • 著者名/発表者名
      野村竜司,高橋拓也,峯崎裕基,鈴木茜,小原顕,伊高健治,奥田雄一
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 「超固体性」によるエアロジェル中での4Heの結晶化2016

    • 著者名/発表者名
      野村竜司、松田弘文、奥田雄一
    • 学会等名
      第2回TMS領域研究会(TMS2016)
    • 発表場所
      東北大学片平さくらホール
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] エアロジェル中における4Heの結晶化相図2016

    • 著者名/発表者名
      野村竜司、松田弘文,南茂生、J. Pollanen、W. P. Halperin、奥田雄一
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Crystallization of 4He in Aerogel via Mass Flow from Surrounding Solid 4He2016

    • 著者名/発表者名
      R. Nomura, H. Matsuda, A. Ochi, R. Isozaki, S. Minami, J. Pollanen, W. P. Halperin, and Y. Okuda
    • 学会等名
      International Conference on Quantum Fluids and Solids 2016
    • 発表場所
      Czech
    • 年月日
      2016-08-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Avalanche Crystallization of 4He in Aerogel2016

    • 著者名/発表者名
      R. Nomura and Y. Okuda
    • 学会等名
      Avalanches, plasticity, and nonlinear response in nonequilibrium solids
    • 発表場所
      Kyoto University
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamics of Crystal-Superfluid Interface of 4He Far from Equilibrium2016

    • 著者名/発表者名
      野村竜司、奥田雄一
    • 学会等名
      量子乱流と古典乱流の邂逅
    • 発表場所
      東京大学物性研究所
    • 年月日
      2016-01-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 4He Crystals Far from Equilibrium2015

    • 著者名/発表者名
      野村竜司、奥田雄一
    • 学会等名
      新学術領域研究「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」第1回領域研究会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-12-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 4He Crystals Far from Equilibrium2015

    • 著者名/発表者名
      R. Nomura and Y. Okuda
    • 学会等名
      International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium 2015
    • 発表場所
      Kyoto University
    • 年月日
      2015-08-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 4He結晶の濡れ特性の制御2015

    • 著者名/発表者名
      高橋拓也,峯崎裕基,鈴木茜,小原顕,伊高健治,野村竜司,奥田雄一
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] エアロジェル中における4Heの固液相図と結晶化速度2015

    • 著者名/発表者名
      松田弘文,南茂生,野村竜司,奥田雄一
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Quantum growth and self-organized criticality in 4He crystal in aerogel2014

    • 著者名/発表者名
      H. Matsuda, S. Minami, R. Nomura, and Y. Okuda
    • 学会等名
      Conference on Topological Aspects of Quantum Matter
    • 発表場所
      National Tsing Hua University, Taiwan
    • 年月日
      2014-12-08 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 温度掃引によるaerogel中の4He結晶成長2014

    • 著者名/発表者名
      松田弘文,磯崎玲,野村竜司,奥田雄一
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 微小重力環境における4He結晶の平衡形観測2014

    • 著者名/発表者名
      高橋拓也,野村竜司,奥田雄一
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-02-16  

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