高磁場中における超流動ヘリウム3の表面量子状態

强磁场中超流氦-3的表面量子态

• 批准号: 20029009
• 负责人: 野村 竜司
• 金额: $ 3.2万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20029009/
• 关键词: 超流動ヘリウム3; 表面束縛状態; マヨラナフェルミオン; 音響インピーダンス; アンドレーエフ束縛状態; マヨラナコーン; P波超流動; 表面状態密度; 横波音響インピーダンス; 異方的超流動; 高磁場; 非ユニタリー状態

超流動ヘリウム3では、ギャップエネルギーΔ以下に有限の表面準粒子状態密度が存在するが、これがアンドレーエフ束縛状態である。壁の鏡面度Sを大きくするにしたがい、この束縛状態バンドのバンド幅Δ^*が広がり、ゼロエネルギーの表面状態密度が減少すると予測されていた。S=1の極限では、表面状態密度はエネルギーに比例して増加する。このエネルギーに対する線形の依存性は、表面準粒子の分散関係が運動量に線形に依存することと等価であり、S=1でマヨラナコーンが存在することを意味する。我々はSが大きくなると、低エネルギーで新たなピークが現れることを見出した。またバンド幅が増大し、大きなSの領域でギャップレスとなることを確かめた。理論との比較により、この低エネルギーピークは、ゼロエネルギーの表面状態密度が減少することによって現れることが明らかとなった。観測されたSの増加による低エネルギーピークの成長は、ゼロエネルギーの表面状態密度が減少し、マヨラナコーンへと漸近する振る舞いであることを示した。S=1の極限で現れると予測されているマヨラナコーンの存在を強く支持する実験結果である。これまでマヨラナフェルミオンを観測したという明確な結果が無い中で、超流動ヘリウム3の表面マヨラナフェルミオンの存在を示す結果は大きな意味を持つ結果と考えられる。また11Tまでの高磁場でのインピーダンス測定から、A1相とA2相の温度変化が大きく異なり、弱結合の理論的振る舞いからずれることを見出した。強結合効果を取り入れた理論の進展が望まれる。

Super flow ヘ リ ウ ム 3 で は, ギ ャ ッ プ エ ネ ル ギ ー Δ に under limited の surface state of quasiparticle density が exist す る が, こ れ が ア ン ド レ ー エ フ bound state で あ る. Wall の mirror degrees S を big き く す る に し た が い, こ の bound state バ ン ド の バ ン ド Δ picture ^ * が hiroo が り, ゼ ロ エ ネ ル ギ ー の surface state density が reduce す る と be さ れ て い た. The ratio of S=1 to the <s:1> limit で で and the surface state density エネ エネ ギ ギ に に increases by する. こ の エ ネ ル ギ ー に す seaborne る linear の dependency は, surface quasiparticle の scattered masato is が exercise に linear に dependent す る こ と と etc 価 で あ り, S = 1 で マ ヨ ラ ナ コ ー ン が exist す る こ と を mean す る. I 々 は S が big き く な る と, low エ ネ ル ギ ー で new た な ピ ー ク が now れ る こ と を shows し た. The またバ ド ド increases が, and the <s:1> なS <s:1> field でギャップレスとなる とを とを とを confirms めた. Theory と の is に よ り, こ の low エ ネ ル ギ ー ピ ー ク は, ゼ ロ エ ネ ル ギ ー の surface state density が reduce す る こ と に よ っ て now れ る こ と が Ming ら か と な っ た. 観 measuring さ れ た S の raised plus に よ る low エ ネ ル ギ ー ピ ー ク の growth は, ゼ ロ エ ネ ル ギ ー の surface state density が reduce し, マ ヨ ラ ナ コ ー ン へ と asymptotic す る vibration る dance い で あ る こ と を shown し た. S = 1 の で now limit れ る と be さ れ て い る マ ヨ ラ ナ コ ー ン の を strong く support す る be 験 results で あ る. こ れ ま で マ ヨ ラ ナ フ ェ ル ミ オ ン を 観 measuring し た と い う clear な results が で, super flow without い ヘ リ ウ ム 3 の surface マ ヨ ラ ナ フ ェ ル ミ オ ン の を は す results indicated big き な mean を hold つ results と exam え ら れ る. ま た 11 t ま で の high magnetic field で の イ ン ピ ー ダ ン ス determination か ら, A1 temperature variations phase と A2 phase の が big き く different な り, weak の theory of vibration る dance い か ら ず れ る こ と を shows し た. The strong combination effect results を take を into れた theory <s:1> progress が look at まれる.

项目成果

Surface Andreev Bound States in Superfluid 3He-B

超流体 3He-B 中的表面安德烈夫束缚态

• 发表时间: 2009
• 作者: R.Nomura;S.Murakawa;Y.Wada;M.Wasai;K.Akiyama;Y.Tamura;M.Saitoh;Y.Aoki;Y.Okuda
• 通讯作者: Y.Okuda

The Surface Density of States of Superfluid 3He for Different Surface Boundary Conditions

不同表面边界条件下超流体3He态的表面密度

• 发表时间: 2008
• 期刊: Phys 150
• 作者: S. Murakawa;Y. Wada;Y. Tamura;M. Saitoh;Y. Aoki;R.Nomura;and Y. Okuda;J. Low Temp
• 通讯作者: J. Low Temp

Surface condition dependence of transverse acoustic impedance in superfluid ^3He

超流体中横向声阻抗的表面条件依赖性^3He

• 发表时间: 2009
• 期刊: Journal of Physics : Conference Series 150
• 作者: S. Murakawa;Y. Wada;Y. Tamura;M. Saitoh;Y. Aoki;R. Nomura;Y. Okuda;Y. Nagato;M. Yamamoto;S. Higashitani and K. Nagai
• 通讯作者: S. Higashitani and K. Nagai

Broadening of the surface Andreev bound states band of superfluid ^3He-B on a partially specular wall

部分镜面壁上超流体 ^3He-B 表面 Andreev 束缚态带的展宽

• 发表时间: 2008
• 期刊: Phys. Rev B78
• 作者: Y. Wada;S. Murakawa;Y. Tamura;M. Saitoh;Y. Aoki;R. Nomura and Y. Okuda
• 通讯作者: R. Nomura and Y. Okuda

Surface Andreev bound states of superfluid 3He on a specularity controlled wall

镜面控制壁上超流体 3He 的表面安德烈夫束缚态

• 发表时间: 2008
• 作者: R. Nomura;S. Murakawa;Y. Wada;Y. Tamura;M. Saitoh;Y. Aoki;Y. Okuda;Y. Nagato;M. Yamamoto;S. Higashitani;and K. Nagai
• 通讯作者: and K. Nagai