超流動ヘリウムにおける電場・磁場・流れ場の交差相関と人工ゲージ場

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24654110
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 白濱 圭也 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70251486)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 物性実験 / 低温物性 / 超流動 / ゲージ場 / ヘリウム / 交差相関

研究概要

本研究は、超流動ヘリウム4に対して静電場と静磁場を用いて「人工ゲージ場」を生成する方法を提案・実証し、超流動の新しい物理を開拓するものである。超流動体では電場・磁場・流れ場に「交差相関」の存在が予想され、例えば静電場Eと静磁場Hを直角に与えるとE×Hに比例する超流動速度vsが生じうる。これを実験的に検証することを目標として掲げた。
研究期間内に、超流動流検出用捻れ振り子の製作、回転クライオスタットの開発と、ナノ多孔体中4Heへの電場効果の探索を行った。今後これらの装置により、電場・磁場でつくられる超流動流を、超流動ヘリウム特有の音波である第二音波のドップラーシフトにより検出することを試みる。

研究成果

• [雑誌論文] Keiya Shirahama Discontinuous Growth of Solid ^4He on Graphene (2013)
  • 著者名/発表者名: Aaron M. Koga, Yoshiyuki Shibayama
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: Vol. 82 ページ: 093601 1-4
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.093601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Keiya Shirahama Anomalous Response of ^4He Confined in Nanoporous Media to Torsional Oscillation (2012)
  • 著者名/発表者名: Hitomi Yoshimura, Rama Higashino, Yoshiyuki Shibayama
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 巻: Vol. 169 ページ: 218-227
  • DOI: 10.1007/s10909-012-0687-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Torsional oscillator experiment on superfluid ^4He confined in a porous alumina nanopore array (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Murakawa, R. Higashino, K. Yoshimura, Y. Chikazawa, T. Tanaka, K. Kuriyama, K. Honda, Y. Shibayama, K. Shirahama
  • 雑誌名: Journal of Physics C : Conference Series 巻: Vol.400 ページ: 012053 1-4
  • DOI: 10.1088/1712-6596/100/1/012053
  • 査読あり
• [雑誌論文] Keiya Shirahama Anomalous suppression of superfluidity for 4He in Gelsil Glass (2012)
  • 著者名/発表者名: Kouetsu Komatsu, Toshiaki Kobayashi, Junko Taniguchi, Masaru Suzuki
  • 雑誌名: Journal of Physics C : Conference Series 巻: Vol. 400 ページ: 012048 1-4
  • DOI: 10.1088/1742-6596/400/1/012048
  • 査読あり
• [学会発表] ナノポアアレイ中の超流動^4Heの流れと散逸 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村川智,田中智也,大澤康平,中原亮,本多謙介,白濱圭也
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学平塚キャンパス
  • 年月日: 2014-03-30
• [学会発表] DC回転印加に対する多孔質中固体ヘリウムの応答 (2014)
  • 著者名/発表者名: 立木智也,高橋大輔,村川智,河野公俊,白濱圭也
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学平塚キャンパス
  • 年月日: 2014-03-30
• [学会発表] Keiya Shirahama Discontinuous Growth of Solid ^4He from the Superfluid Phase on Graphene Nanoplatelets (2013)
  • 著者名/発表者名: Aaron M. Koga, Yoshiyuki Shibayama
  • 学会等名: International Symposium on Quantum Fluids and Solids (QFS2013)
  • 発表場所: 松江市くにびきメッセ
  • 年月日: 2013-08-05
  • 招待講演
• [学会発表] Shirahama Superfluid flow and dissipation of ^4He confined in a well-controlled nanopore array (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Murakawa, T. Tanaka, K. Osawa, A. Nakahara, K. Honda, Y. Shibayama, K.
  • 学会等名: International Symposium on Quantum Fluids and Solids (QFS2013)
  • 発表場所: 松江市くにびきメッセ
  • 年月日: 2013-08-03
  • 招待講演
• [学会発表] DDモータを用いたコンパクトな回転クライオスタットの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 白濱圭也、谷口真章
  • 学会等名: 日本物理学会2012年度秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] A Compact Rotating Cryostat for Superfluid ^4He Studies (2012)
  • 著者名/発表者名: Keiya Shirahama, Masaaki Taniguchi
  • 学会等名: International Symposium on Quantum Fluids and Solids (QFS2012)
  • 発表場所: Lancaster University
  • 年月日: 2012-08-18