固体水素における電場誘起融解と超流動の探索

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本研究は、新しい超流動(ボース・アインシュタイン凝縮(BEC))現象の発見を目指して、固体水素表面に電子を高密度に束縛させることで表面上に強電場領域をつくり、電場効果によってできる液体相を極低温まで保持して超流動状態を探索するという、全く新しい発想に基づく萌芽的な研究である。水素分子は質量が軽いため、もし低温まで過冷却液体水素状態を保てれば、超流動などの量子効果の発現が期待される。本研究は、表面上に束縛した電子の近傍に生じる強電場によって極低温液体水素を実現し、期待される超流動状態を、超流動を高感度で検出できる「ねじれ振り子」法によって探索しようというものである。融解した状態で1K程度の極低温域まで冷却すれば、水素のボース・アインシュタイン凝縮および超流動転移が期待される。平成20年度までの2年間で、超流動の探索を高感度の連成ねじれ振り子の共振周波数測定により行うことを計画している。平成20年度は、前年度に製作したアルミニウム合金を用いた二重連成ねじれ振り子を、25mKの極低温まで動作させ、2×10^6程度の共振Q値を得ることに成功した。さらに水素導入装置、表面電子発生装置の製作を行い、測定装置の準備を完了した。年度後半より、水素を導入して予備的実験を行った。