| 研究概要 |
本年度はまず^3He-^4He混合液をバリスティックな温度まで冷却するため、接触面積の大きくて効率の良い熱交換器を開発した。この熱交換器は白金と銀の超微紛を重量比2:1で混合し銀板の両側に焼結したものであるが、焼結体の厚みを薄くして有効表面積が極力大きくなるよう工夫されている。全体の表面積は350m^2で、液体^3Heを約170μKまで冷やすことに成功した。次に^3He準粒子を生成・検出するために、4μm,12μmのNbTi超伝導線を半円形に張ったvibrating wireを装備する内径4mmの半球型頭部を持つ銀製密閉容器(Blackbody Radiator)を開発した。この容器は直径0.2mm,長さ1mmのインピーダンスの大きいオリフィスを持ち、準粒子・準正孔ビームをある程度収束させ自由表面に浅い角度(20度)で入射するように作られた。一方の12μmのvibrating wireを大きく振動させて生成されオリフィスから放出された準粒子ビームが、超流動^3HeのB相の自由表面でアンドレーエフ反射されて再び容器に戻ってくるのを4μmのvibrating wireにより容器内の温度上昇として観測する。測定は自由表面の有無に対して、この温度上昇の相異を求めることになる。その結果自由表面がある時、エネルギーギャップより高いエネルギーを持つ^3He準粒子による量子アンドレーエフ反射が、実験的に初めて直接的に観測された。自由表面で反射されてBlackbody Radiatorに戻ってくる粒子は放出量の5%で予想に反し小さかった。その原因は、戻ってくる準粒子がオリフィスの壁で反射されかなりの部分を失うためであり、オリフィスの形状が重要であることが判った。
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