| 研究課題/領域番号 |
25400368
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
池田 隆介 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60221751)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | フェルミ超流動 / 量子凝縮相 / ヘリウム3 / エアロジェル / 強相関 / 国際情報交換（ロシア） |
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| 研究概要 |
エアロジェルという多孔質媒質中にある3次元液体ヘリウム3の超流動相は、エアロジェル構造が有する大局的な異方性によって従来とは異なるクーパー対状態を取る可能性がある。最近の海外での2つの実験はそれぞれ異なる新奇フェルミ超流動相の出現を示した。本課題は、これらの実験の理論的説明を行うのが目的である。まず、平成25年度はロシアの実験グループで調査された一軸異方性が顕著なエアロジェル中で生じた低圧領域に限られたポーラー対状態相形成の機構の解明を主に行った。2006年に行われた当研究代表者らの研究でこのポーラー相の実現は予言されたが、等方的な系に対する強結合（強相関）効果が高圧でのポーラー相の安定性を生んでいたため、この低圧でのポーラー相の安定化を説明するのは容易でなかった。今回、等方的な系で考えられなかった別の強結合効果（転移温度への強相関効果）が異方性のある状況下では重要であることを見出し、それを含める事でポーラー相が高圧で不安定化する振る舞いを説明することができた。また、過去の理論では異方性の弱い状況でのみ正しい計算であったが、異方性の大きい状況へ拡張できる形にした。ロシア実験グループからの最近の報告では、ポーラー相の存在領域がさらに広い状況が他のエアロジェルでの実験で確認されており、ポーラー相に関する理論研究は今後も続くことになるであろう。また、今回見出した転移温度への異方的強相関効果は米国で見出されたB相のない超流動相図の理解にもつながる目途ができており、平成２６年度の研究で実行する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当初、対象としている2つの海外の実験事実は、これらの実験の動機となっていた2006年の当研究代表者らによる理論と大きな食い違いをみせていたため、異方性の大きい状況への理論の拡張といった、小手先だけの方法では説明できそうにないという感想を抱いていたが、今回の異方的な系に特有な強相関効果の理論的発見は当初想定できなかった要素であり、今後の当題材での理論の進展を約束するものであると思われる。この理由から、上記の区分とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
今回の研究実績の概要欄においても少しふれたが、米国ノースウェスタン大学の実験グループで見出された別の異方的エアロジェルでは、従来のフェルミ超流動に関するBCS理論の前提になっていた弱結合近似で安定化するB相が存在せず、A相とその変形版に相当する相のみが圧力－温度相図で現れる、という驚くべき実験事実が得られている。この相図を説明する目的においても、平成25年度に見出した異方的強相関効果が本質的な役割を果たすというアイデアの端緒を得ており、今後実践していく。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
当該年度（平成25年度）には、国際会議出席のための海外出張に要する旅費を必要としなかった。また、コンピューター1台の物品費を計上していたが、研究室内で未使用のコンピューターで代用できた。これらの利用から、当初計上額よりも使用金額を減額することができた。
平成26年度8月にアルゼンチンで開催される低温物理国際会議を含め、26年度後半には例年より旅費が必要となると思われる。主として、これらの出張旅費で使用していく予定である。
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