| 研究概要 |
^4Heおよび3He液体は,それぞれボースおよびフェルミ量子流体の理想的な研究対象である。我々はナノ多孔体のナノ極限環境で新たに実現した,^4Heおよび^3Heの様々な次元性や相互作用を持つ量子流体の基底状態等を研究してきた。
それらのうち4Heの超流動については,細孔のつながりが1次元と3次元の違いがある以外は,孔径が2.7-2.8nmとほぼ同じで,基盤からのポテンシャルの影響も同じである2種類のナノ多孔体において,超流動転移(オンセット)が細孔の繋がりの次元性に依存することを論文で報告した。更に3次元ナノ多孔体での超流動転移は,3次元理想ガスのボース・アインシュタイン凝縮の特徴をいくつか持つことを見出した。1次元ナノ多孔体では比熱から求めた相図と2次元および1次元ボースガスの比熱との対応関係を調べた。また水晶振動子の高調波共振を用いたマイクロバランス法により,超流動転移を180MHzまでの極限的な周波数まで周波数依存を測定する装置を完成して,金基盤や多孔質ガラスなどでにおいて周波数依存を観測して,微視的な超流動渦パラメター等を求めた。
3Heについては,1次元と3次元ナノ多孔体の細孔壁面を^4Heで前もって覆うことで,相互作用が小さいガス状態の吸着^3Heを実現して,高温での2次元ボルツマンガスから低温で細孔の繋がりの次元性を反映した1次元および3次元ガス状態に次元性クロスオーバーすることを見出した。
吸着3He流体のフェルミ縮退状態の研究には超低温比熱やNMRが不可欠である。これらの測定を超低温まで行えるように,超低温装置の整備を行ってきた。
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