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広帯域振動スペクトロスコピーによる強相関ボーズ流体研究

使用宽带振动光谱进行强相关玻色流体研究

基本信息

批准号：
21K03383
负责人：
檜枝光憲
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03383/
关键词：
ボーズ流体超流動ヘリウム4 量子相転移

项目摘要

強相関ボーズ流体の超流動応答は、その次元に応じて測定周波数に強く依存する可能性が実験・理論両面から指摘されている。よって広帯域での振動子実験は、ナノ空間中に制限されたヘリウム4の新規超流動のダイナミクス研究のための非常に有効なツールと成り得る。我々は、まず擬1次元系の新奇な超流動性に着目し、1次元配向性多孔質膜中のヘリウム4ナノチューブに注目してきた。今回実験で使用した配向性多孔質膜は、0.1μmのアルミナ孔の中に直径3.4 nmのナノ細孔を合成したものである。この配向性多孔質膜片（1mm×2 mm）を、ねじれ振り子(1KHz)とAT-cut水晶振動子(5MHz)の中間の周波数帯にある音叉型水晶振動子（32 kHzおよび100kHz）の先端の側面にドータイトで張り付けることで、振動方向と細孔軸方向とをそろえた実験を実施した。ヘリウム4導入量が0.50 mmolの時、温度を下げると0.84 K(Toh) で共振周波数の上昇、および0.82 K(Tph) でエネルギー散逸のピークが観測された。さらに温度を下げると0.27 K(Td) で毛細管凝縮による急激な共振周波数の低下が観測された。系統的にヘリウム4導入量を増加してもこの共振周波数とエネルギー散逸ピークが観測され、これらの温度TohとTph は高温側にシフトしていった。実験で観測された周波数上昇の大きさと理論的な見積もりとの比較より、TolとTpl はそれぞれアルミナ孔とナノ細孔内の超流動に対応していると結論される。一方で32 kHz の測定では、データスキャッターによる感度不足により100 kHz で見られたような超流動由来の振る舞いが観測できなかった。今後、感度改善のためにより大きな多孔質膜片を用いた実験を実施する予定である。

Strong correlation shows that the superflow of fluids is dependent on the possibility of determining the number of cycles. The oscillator in the frequency domain is controlled in the space, and the new super-flow is studied. The novel superfluidity of quasi-dimensional systems is of great interest to us. The novel superfluidity of quasi-dimensional systems is of great interest to us. In this paper, we use anisotropic porous films with pores of 0.1μm in diameter and pores of 3.4 nm in diameter. The alignment porous membrane (1mm×2 mm) is composed of a crystal oscillator (1kHz) and an AT-cut crystal oscillator (5MHz). The frequency band of the tuning fork crystal oscillator (32 kHz) is equal to the frequency band of the crystal oscillator (100kHz). When the introduction amount is 0.50 mmol, the temperature is reduced to 0.84 K(Toh), the resonance frequency is increased, and the temperature is reduced to 0.82 K(Tph). The temperature decreases to 0.27 K(Td), the capillary condenses, and the resonance frequency decreases rapidly. The number of resonance cycles and the dispersion of the system increase, and the temperature and Tph increase. The results show that the increase in the number of cycles measured by Tol and Tpl is the opposite of the increase in the number of cycles measured by Tol. A 32 kHz measurement is not sensitive enough to 100 kHz. In the future, sensitivity improvement will be achieved through the use of porous membranes.

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

2)4He被覆された3次元ナノ細孔中の3Heスピン緩和時間の4He膜厚依存性と3Heダイマー化との関係

2) 4He涂覆的三维纳米孔中3He自旋弛豫时间对4He膜厚的依赖性与3He二聚化之间的关系

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
松下琢;稲垣諒一;Azimjon A.Temurjonov;伊藤正行;小林義明;檜枝光憲;和田信雄
通讯作者：
和田信雄

Superfluid measurements of 4He confined in a nanochannel by a 100 kHz tuning fork

通过 100 kHz 音叉限制在纳米通道中的 4He 超流体测量

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Junko Taniguchi;Airi Kaneko;Masato Kuribara;Masaru Suzuki;and Mitsunori Hieda
通讯作者：
and Mitsunori Hieda

Simultaneous measurements of 4He confined in an oriented porous membrane by 32 and 100 kHz tuning forks

通过 32 kHz 和 100 kHz 音叉同时测量限制在定向多孔膜中的 4He

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Airi Kaneko;Junko Taniguchi;Masaru Suzuki;Mitsunori Hieda
通讯作者：
Mitsunori Hieda

Examination of Possible Tomonaga-Luttinger Liquid Behavior for 1D 3He Formed in Nanochannels

检查纳米通道中形成的 1D 3He 可能的 Tomonaga-Luttinger 液体行为

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Taku Matsushita;Azimjon A. Temurjonov;Ryosuke Shibatsuji;Yasuhiro Shimizu;Yoshiaki Kobayashi;Masayuki Itoh;Mitsunori Hieda;and Nobuo Wada
通讯作者：
and Nobuo Wada

配向性多孔質膜中4Heの超流動の音叉型水晶振動子による観測Ⅲ

使用音叉晶体振荡器观察定向多孔薄膜中的 4He 超流性 III