2016 Fiscal Year Annual Research Report
Quantum phase transition of strongly correlated Bose fluid under multi-extreme conditions
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26287077
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
檜枝 光憲 東京医科歯科大学, 教養部, 教授 (30372527)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 大輔 足利工業大学, 工学部, 准教授 (80415215)
和田 信雄 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90142687)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 量子相転移 / 超流動 / 低次元 / 強相関 / ボーズ流体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はナノ構造体を用いて次元制御した強相関ヘリウム量子流体を実現し、多重極限下の超流動、量子相転移など新規物性を開拓することにある。28年度は以下の研究を実施した。
①1次元における超流動の理論の一つである「有限長理論」の妥当性を議論するため、1次元細孔長がFSMよりも数十倍長い多孔体HMM-1（細孔長10～20μm、孔径3.1nm）に形成したヘリウム4ナノチューブ（1次元強相関ボーズ流体）についてねじれ振り子測定を実施した。孔径が大きいにもかかわらず、表面積で規格化した周波数シフト量は孔径2.2nmのFSM よりも更に小さく、エネルギー散逸も観測されなかった。クロスオーバー温度は測定範囲よりも低温であると思われ、有限長理論で理解される。
②3次元接続を持つナノ多孔体MCM-48（接続周期3.7nm、細孔直径3.3nm）中に吸着したヘリウム4薄膜の比熱実験を実施した。3次元相転移を示す温度領域はHMM-2の場合は換算温度t<0.15 であるが、MCM-48の方がより高温まであり、比熱ピークも3倍以上大きく観測された。これはMCM-48 の3次元周期が短いため、3次元性が強く発現したことを示唆する。
③回転希釈冷凍機を用いたQCM実験により、高周波及びより低温領域（1K以下）における金基板上ヘリウム４薄膜超流動転移の研究を実施した。測定周波数20MHz、100MHzの実験では、回転下(4rad/sec)での超流動密度の温度変化は、ゼロ回転下での実験結果と誤差内で一致した。さらに試験的に25倍高調波を使い500MHzのQCM実験を実施し、世界で初めてマイクロ波帯における超流動薄膜の振動応答測定に成功した。また、バルクヘリウム4のQCM回転実験を実施し、回転による異常な振動子応答を観測した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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