2004 Fiscal Year Annual Research Report
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14204036
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
水崎 隆雄 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20025448)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 修六 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (90184473)
佐々木 豊 京都大学, 低温物質科学研究センター, 助教授 (60205870)
松原 明 京都大学, 低温物質科学研究センター, 助教授 (00229519)
久保田 実 東京大学, 物性研究所, 助教授 (60192035)
高木 丈夫 福井大学, 工学部, 助教授 (00206723)
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| Keywords | 超流動ヘリウム-3 / 量子流体力学 / 量子渦 / テクスチャー / アエロジェル / 渦のピン°留機構 / 回転超低温冷凍機 / 核磁気共鳴 |
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| Research Abstract |
東京大学物性研究所において完成した世界最高速度、毎秒1回転で回転するサブmK温度域の超低温冷凍機を用いて、1)ナノ構造多孔質物質であるアエロジェル中の超流動^3Heの量子・ナノ流体力学(nanofluidics)の研究を行った。回転下での超流動A-相のNMRスペクトルから、量子渦がξ_0のコアーを持つ量子渦である事を推定した。回転超流動B-相において量子化された渦がアエロジェル中に侵入し、一部ピン止めされ、回転を停止しても長時間安定に超流動永久流が保持されていることが分かった。この結果は、硬い超伝導体の磁場依存性の量子磁束のクリープ模型で説明される現象と類似のものである。NMRの吸収スペクトルの解析からカウンター流の流速を求め、それを説明する量子渦のピン止め・増殖機構を解明した。続いて、2)双極子相関長ξ_Dの厚みを持つ平行平板中の超流動^3He-A相の新しい渦の探索を行った。磁場は平行平板に垂直に印可されている。NMRスペクトルはω^2=ω_L^2+R_t^2Ω_D^2でR_t=-0.8になる負にシフトしたスペクトルが得られた。これはA-相を特徴づけるl-ベクトルが磁場と平行方向になったテクスチャーであることを意味する。この状態で回転速度を上げて行くと、最初にl-ベクトルが流れの方向に倒れる流れに誘起されたフレデリック転移を起こし、次いで量子渦の侵入が始まる。渦侵入の臨界速度が、平行平板ではバルクの場合と比べて1桁程度大きいことから、この渦はコアーの大きさがξ_0程度の大きさを持つ位相渦ではないかと推定される。3)1)で行った流動^3He-Bの渦の構造を調べるために、HPD-NMRの散逸の測定をおこなっている。
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