超流動ヘリウム液面上における帯電微粒子とプラズマとの相互作用の研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20740318
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 眞銅 雅子 横浜国立大学, 工学研究院, 特別研究教員 (10345481)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: プラズマ / 微粒子プラズマ / コンプレックスプラズマ / 液体ヘリウム

研究概要

本研究の目的は、超流動液体ヘリウムの冷たく静寂な表面に帯電微粒子の2次元構造を生成することである。ヘリウム蒸気中でのプラズマ放電またはフィラメント加熱により液体表面と微粒子の帯電を試みたところ、微粒子帯電量は通常より2桁程小さいことが分かった。これは、イオン-中性ガス粒子間衝突の増加とイオン温度低下のためと考えられる。さらに液体表面に数kV/cm程度の鉛直方向電場を印加し、液体表面近傍に微粒子群が捕捉されている系の実現に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Thermophoretic force on a dust particle in a diffused plasma in the vapor of liquid helium (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Chikasue, M. Shindo and O. Ishihara
  • 雑誌名: AIP Conf Proceedings 巻: Vol.1397 ページ: 337-338
  • DOI: DOI:10.1063/1.3659831.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dust Charging in Collisional Plasma in Cryogenic Environment (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Uotani, J. Kubota, W. Sekine, M. Chikasue, M. Shindo and O. Ishihara
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research Series 巻: Vol.9 ページ: 404-409
  • URL: http://www.jspf.or.jp/JPFRS/PDF/Vol9/jpfrs2010_09-404.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dust Charge in Collisional Plasma in Liquid Helium Vapor (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Shindo, N. Uotani and O. Ishihara
  • 雑誌名: J Plasma Fusion Res. SERIES 巻: Vol.8 ページ: 294-297
  • URL: http://www.jspf.or.jp/JPFRS/PDF/Vol8/jpfrs2009_08-0294.pdf
  • 査読あり
• [学会発表] プラズマ中で帯電した微粒子と液体ヘリウム表面上の電子との相互作用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 眞銅雅子、近末恵美、脇屋誉大、石原修
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 石川県立音楽堂(石川県金沢市)
  • 年月日: 2011-11-25
• [学会発表] Thermophoretic force on charged dust particles in cryogenic complex plasma (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Chikasue, M. Shindo and O. Ishihara
  • 学会等名: 6th International Conference on the Physics of Dusty Plasmas
  • 発表場所: Garmisch Partenkirchen, Germany
  • 年月日: 2011-05-17
• [学会発表] 液体ヘリウム蒸気中の拡散プラズマ領域における熱泳動力 (2011)
  • 著者名/発表者名: 近末恵美、久保田夏子、関野千穂、眞銅雅子、石原修
  • 学会等名: 日本物理学会2011年第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] Study of thermophoretic force on a dust particle in collisional cryogenic plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Chikasue, N. Adhikary, N. Uotani, C. Sekino, M. Shindo and O. Ishihara
  • 学会等名: 11^<th> Workshop on Fine Particle Plasmas
  • 発表場所: National Institute for Fusion Science, Gifu
  • 年月日: 2010-11-30
• [学会発表] Behavior of charged dust particles on the liquid helium surface (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Uotani, M. Chikasue, T. Wakiya, C. Sekino, M. Shindo and O. Ishihara
  • 学会等名: 11^<th> Workshop on Fine Particle Plasmas
  • 発表場所: National Institute for Fusion Science, Gifu
  • 年月日: 2010-11-20
• [学会発表] Dust Charge in Collisional Plasma in Liquid Helium Vapor (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Shindo, N. Uotani, and O. Ishihara
  • 学会等名: International Congress on Plasma Physics
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2008-09-11