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2009 年度 実績報告書

超流動ヘリウム3の異方的秩序変数とその制御

研究課題

研究課題/領域番号 17071009
研究機関大阪市立大学

研究代表者

石川 修六  大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90184473)

研究分担者 永井 克彦  広島大学, 名誉教授 (90034743)
キーワード超流動ヘリウム3 / エアロジェルの不純物効果 / 量子渦 / 超流動相の共存 / Keldysh形式準古典的グリーン関数法 / 近接効果 / 制限空間内の超流動
研究概要

実験グループでの「回転する超流動ヘリウム3」の研究では、超流動転移温度を通過するときの磁場の向きと回転角速度の向きが平行か反平行であるかに応じて、円筒容器内のテクスチャー構造(渦構造)が変わる現象について調べた。磁場と回転の向きが反平行の場合はMermin-Ho(MH)構造が安定に出現し、平行な場合はRadial-disgyration(RD)構造が安定であった。±10rad/sの回転角速度の加減速に対しても最初に出来る円筒容器内の渦構造は安定であった。「エアロジェル中の第4音波のエネルギー損失」の研究では、理論グループが提案した"摩擦"機構を特徴づける摩擦の緩和時間の温度依存性を得た。ポロシティーの異なるエアロジェルでの測定より緩和時間の不純物密度依存性も得た。これらは理論グループの計算結果と良い一致を示した。理論グループは以下の成果を得た。(1)ヘリウム4で振動子の表面をコートして境界条件を変化させたときの表面準粒子状態密度の構造変化が、超流動ヘリウム3-B相の横波音響インピーダンス測定でどのように観測されるかを解析し、東工大グループの実験結果と整合する結果を得た。(2)エアロジェル/超流動ヘリウム3近接系の超流動近接効果を準古典的グリーン関数法で解析し、(a)エアロジェル/超流動ヘリウム界面に偶周波数・奇周波数共存状態が実現し、(b)その内の奇周波数s波状態のみがエアロジェル内部にまでしみ出し、あたかも奇周波数s波超流動のように振舞うことを予言した。(3)超流動ヘリウム3-B相のアンドレーエフ束縛状態が磁場の方向に依存した特異な磁気応答を示すこと、それに起因して超流動ヘリウム3-B相薄膜のスピン帯磁率が顕著な異方性をもつことを明らかにした。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Frictional Relaxation Time of 3He Normal Fluid Component in Aerogel Obtained by Fourth Sound Resonance2010

    • 著者名/発表者名
      C.Kato
    • 雑誌名

      J.Low Temp.Phys. 158

      ページ: 182-187

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of Remanent Vortices Attached to Rough Boundaries in Superfluid 4He2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Nago
    • 雑誌名

      J.Low Temp.Phys. 158

      ページ: 443-449

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proximity Effect between a Dirty Fermi Liquid and Superfluid 3He2009

    • 著者名/発表者名
      S.Higashitani
    • 雑誌名

      J.Low Temp.Phys. 155

      ページ: 83-97

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transition to Quantum Turbulence Generated by Thin Vibrating Wires in Superfluid 4He2009

    • 著者名/発表者名
      H.Yano
    • 雑誌名

      J.Low Temp.Phys. 156

      ページ: 132-144

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface condition dependence of transverse acoustic impedance in superfluid ^3He2009

    • 著者名/発表者名
      S.Murakawa
    • 雑誌名

      J.Phys. : Conf.Ser. 150

      ページ: 032070

    • 査読あり
  • [雑誌論文] New Anomaly in the Transverse Acoustic Impedance of Superfluid 3He-B with a Wall Coated by Several Layers of 4He2009

    • 著者名/発表者名
      S.Murakawa
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 103

      ページ: 155301(1-4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strong Anisotropy in Spin Susceptibility of Superfluid ^3He-B Film Caused by Surface Bound States2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Nagato
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 78

      ページ: 123603(4)

    • 査読あり
  • [学会発表] 超流動ヘリウム3におけるアンドレーエフ束縛状態の理論2010

    • 著者名/発表者名
      東谷誠二
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会(シンポジウム講演)
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      20100320-20100323
  • [学会発表] 超流動^4He中のVibrating Wireによる乱流生成の温度変化2010

    • 著者名/発表者名
      小川徹也
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      20100320-20100323
  • [学会発表] 音叉型水晶振動子による超流動^4He中の量子乱流の生成(2)2010

    • 著者名/発表者名
      安達啓輔
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      20100320-20100323
  • [学会発表] 平行平板内に閉じこめられた超流動^3He中の第4音波共鳴測定2010

    • 著者名/発表者名
      加藤千秋
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      20100320-20100323
  • [学会発表] 低周波Vibrating Wireを用いた超流動^4He量子乱流の臨界速度2009

    • 著者名/発表者名
      永合祐輔
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] 超流動^4He中のVibrating Wireに付着する量子渦の制御2009

    • 著者名/発表者名
      三浦幸恵
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] 音叉型水晶振動子による超流動^4He中の量子乱流の生成2009

    • 著者名/発表者名
      安達啓輔
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] 回転下の3He-A~一本の量子渦のダイナミクス~2009

    • 著者名/発表者名
      石黒亮輔
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会(シンポジウム講演)
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] 超流動ヘリウムにおける量子乱流遷移2009

    • 著者名/発表者名
      矢野英雄
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会(シンポジウム講演)
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] 超流動^3He-Bの薄膜の非均一状態2009

    • 著者名/発表者名
      永井克彦
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] Aerogel中超流動^3HeのA-B共存状態におけるMRI測定2009

    • 著者名/発表者名
      嘉戸隆介
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] Aerogel中超流動^3Heの磁化率の温度・磁場依存性2009

    • 著者名/発表者名
      嘉戸隆介
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      20090925-20090928

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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