权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Experimental study on the critical velocity of superflow in a quasi-one dimensional helium

准一维氦中超流临界速度的实验研究

基本信息

批准号：
21K03462
负责人：
谷口淳子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題『擬１次元ヘリウム系における超流動の臨界速度の研究』は，１時限極限近傍の超流動の臨界速度を調べることによって，１次元系特有の量子揺らぎの効果，および素励起について知見を得ることを目的としている．本研究の開始前に，孔径を，超流動流の散逸に主要な役割を果たす量子渦の渦芯の大きさ（0.3 nm）に近づけていく過程で，臨界速度が劇的に減少することが理論的に予想されていた．一方で，実験面では，そのような孔径における超流動流の測定技術はいまだ確立されていない，という状況にあった．昨年度，配向したナノ細孔を内包する多孔質膜を利用することで，初めて孔径3 nmという小さい孔径における直流の超流動流を観測することに成功した．今年度は，超流動の測定・解析をさらに進めた．また，ナノ細孔を内包する多孔質膜中4Heの超流動の相図を明らかにすることを目的として，ねじれ振り子や水晶マイクロバランス法という異なる手法を用いた実験を平行して進めた．ナノ細孔中では，0.13 MPaにおいて1.5 Kで超流動が出現し，流速が急な上昇を示す．この上昇から，超流動流の流速は大きく見積もっても0.1 ms-1のオーダーであることが明らかになった．得られた流速は，先行研究で最も孔径の小さい6.3- nmの孔で観測された流速に比べて２桁小さく，臨界速度の孔径依存に関する理論予測を支持するものである．今年度の研究成果は，2021年８月に低温物理国際会議（LT29）でポスター発表を４件，さらに超低温物理国際会議（ULT2022）で，ポスター発表１件，口頭発表１件，日本物理学会秋季大会にて１件，発表した．

The purpose of this research is to study the critical velocity of superflow in quasi-one-dimensional systems. Before the beginning of this study, the aperture of the hole, the dispersion of the superfluid flow, the main effect of the quantum vortex core (0.3 nm), the process of the near transition, the critical velocity of the rapid reduction, the theoretical analysis. The measurement technique of superfluid flow is established in the paper. Last year, the orientation of the porous membrane was successfully measured by using the porous membrane with a pore diameter of 3 nm and a small pore diameter. This year, the measurement of excess flow, analysis and analysis of excess flow. 4He superfluidity in porous membrane with fine pores and inner pores is characterized by a high degree of fluidity, a high degree of fluidity, and a high degree of fluidity. Superflow occurs in pores at 0.13 MPa and 1.5 K, and velocity increases rapidly. The velocity of the superfluid flow increases by 0.1 ms-1. The velocity obtained is supported by the theoretical prediction of the aperture dependence of the critical velocity, which is smaller than that of the critical velocity measured at the 6.3- nm aperture. This year's research results include 4 reports at the International Conference on Cryogenic Physics (LT29) in August 2021, 1 report at the International Conference on Ultralow Temperature Physics (ULT2022), 1 oral report, and 1 report at the Autumn Conference of the Japanese Physical Society.