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ヘリウム液面電子を使った原子状水素2次元希薄気体の超流動状態の研究

利用氦液表面电子研究二维稀原子氢气的超流态

基本信息

批准号：
16654058
负责人：
新井敏一
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

ヘリウム液面上に浮かべた2次元水素原子気体の状態を調べるため、2次元電子を同じヘリウム液面上に共存させてセンサーとして用いた。液面垂直方向に強磁場をかけ、振動電場で2次元電子密度に揺らぎを生じさせると、エッジマグネトプラズモン(ENP)とよばれる2次元電子に特徴的な振動モードを励起することができる。EMP信号の減衰率は電子の移動度によって決まり、電子の移動度は電子の散乱課程に強く影響される。このことから、本研究では電子と水素原子の散乱がEMP信号の減衰率を大きくすると予想し、電子-水素原子2次元共存系でEMP信号測定を行った。前年度までに以下のことを明らかにしてきた。(1)水素原子と電子を共存させると、水素原子による電子付着反応と水素原子同士の再結合反応のため、それぞれの密度が時間とともに減少する。(2)強い磁場をかけてスピン偏極させることにより、電子付着と再結合の反応速度が両方とも抑制される。(3)密度が時間とともに減少する環境において、新たに開発したパルスEMP法による短時間の測定を連続して行うことが有効である。これらをふまえて、温度1K以下の液体ヘリウム表面に電子と水素原子を共存させた2次元系をつくり、液面垂直方向に5Tの磁場をかけて反応速度を抑制した。パルスEMP法で信号の減衰率を測定したところ、共存水素原子の存在に影響されないことがわかった。このことは、電子と水素原子の散乱断面積がきわめて小さいことを意味している。測定結果と我々の実験精度から散乱断面積の上限値は0.01nm以下(2次元の散乱断面積だから長さの次元をもつ)と見積もられた。散乱断面積がなぜこんなに小さいのか、理論的考察を進めている。

The state of the two-dimensional atomic state of water is regulated, and the state of the two-dimensional electron is regulated. The strong magnetic field and the vibration electric field in the vertical direction of the liquid surface cause the vibration of the two-dimensional electron density. The attenuation rate of EMP signal is strongly influenced by electron mobility and electron scattering. In this study, the attenuation rate of EMP signal in electron-water atom scattering system was determined. Last year, the following year, the first year, the second year, the third year, the fourth year, the fourth year (1)The electron of the water atom is blue, the electron of the water atom is blue (2)Strong magnetic field, polarization, electron recombination, and velocity suppression (3)The density is reduced by the environment, and the new EMP method is used to measure the short time. For liquids with temperatures below 1K, electrons and water atoms on the surface of the liquid are blue-shifted to a two-dimensional system, and the magnetic field at 5T perpendicular to the liquid surface is suppressed. The attenuation rate of the EMP signal is determined by the presence of blue shift atoms. The scattered area of the electron atom and the water atom is small. The measurement results show that the upper limit of scattered cross-section area is less than 0.01 nm (the second dimension scattered cross-section area is less than 0.01 nm). Scattered broken area, theoretical investigation