回転超流動ヘリウム3の量子流体(量子渦)の研究

旋转超流氦3中的量子流体（量子涡旋）研究

• 批准号: 02J01926
• 负责人: 山下 穣
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J01926/
• 关键词: 量子液体; ヘリウム3; 超流動; 量子渦

間隔12.5μmの並行平板セルを作成し、その間にある超流動ヘリウム3のNMR信号を観測した。従来、このような間隔のセルの実験においては平行度のよいサンプルを作る事が困難であったが、我々は試料の材質、その加工方法を工夫することで平行度の良い試料容器を作ることに成功した。この結果、超流動ヘリウム3A相においてその秩序変数の方向を均一にそろえることに成功し、その回転変化を精密に測定することに成功した。回転下においてある回転数(〜1rad/s)以上ではNMR信号が変形し、静止下における信号の位置とは異なる周波数位置にNMRの共鳴信号が観測されることが分かった。この信号は並行平板間の秩序変数が回転による常流動速度場と超流動速度場の差により変形したことによるスピン波の信号であると考えられるが、その信号の周波数位置と秩序変数との関係はよくわかっていない。今回の実験では平行度の良いサンプルを用意できたことでこの新しい信号を精密に観測することができたので、数値計算との比較によってその理解が深まると考えている。また、2rad/s以上の回転数においては並行平板間に渦が入り、それが中心で集まっている事がわかった。また、こうしたNMR信号の回転変化は超流動転移温度を通過するときの回転数、磁場の大きさ、およびそれらが平行であるか、反平行であるかによって変化することが分かった。特に、回転(1rad/s以上)と磁場(27mT)の両方をかけた状態で超流動転移温度を通過した後の回転変化においては、常流動速度場による秩序変数の変形が観測できなかった。これは超流動転移温度における条件によって生成される渦が異なりその臨界速度の違いを反映している可能性がある。並行平板という境界条件においては渦量子が通常の1の渦とは別に1/2の渦の存在が予言されており、こうした特異な渦の生成を示唆している可能性がある。

Parallel plates spaced 12.5μm apart were prepared and the NMR signals were measured at intervals of 12.5 μ m. In the past, it has been difficult to make a sample container with parallelism due to the actual situation of this space. However, we have worked hard on the material of the sample and the processing method to make a good sample container with parallelism. The result is that the flow rate of the liquid is higher than that of the liquid. The NMR signal changes shape when the frequency is higher than 1rad/s, and the NMR signal changes position when the frequency is higher than 1rad/s. The order of the signal between parallel plates is different from that of the constant flow velocity field and the super-flow velocity field. This time, the parallelism of the signal is measured accurately, and the calculation of the signal is compared with the understanding of the signal. The number of turns above 2rad/s is not equal to the number of turns between parallel plates. The resonance of NMR signal is different from that of super-flow shift temperature. The resonance number of magnetic field is different from that of parallel and anti-parallel. Special, return (more than 1rad/s) and magnetic field (27mT) change direction, super-flow shift temperature, return change after passing through, constant flow velocity field change order, change shape, measurement. The possibility of generating vortices in response to the conditions of supercritical temperature shift is discussed. Parallel plate boundary condition: 1/2 vortex quantum, 1/2 vortex, 1/2 vortex, 1/2 vortex quantum, 1/2 vortex, 1/2 vortex, 1 vortex

项目成果

R.Ishiguro: "Vortex Nucleation and texture of rotating ^3He-A in cylindrical cells with R【similar or equal】10ζ_D"Physica B. (発表予定). (2003)

R. Ishiguro：“R【相似或等于】10z_D 的圆柱形细胞中旋转 ^3He-A 的涡旋成核和织构”Physica B.（待提交）。

M.Yamashita: "Rotating Superfluid ^3He in Aerogel"Journal of Low Temperature Physics. 134. 749 (2004)

M.Yamashita：“气凝胶中的旋转超流体^3He”低温物理学杂志。

Pinning of texture and vortices of the rotating B-like phase of superfluid ^3He confined in a 98% aerogel.

Pinning%20of%20texture%20and%20vortices%20of%20the%20rotating%20B-like%20phase%20of%20superfluid%20^3He%20confined%20in%20a%2098%%20气凝胶。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Physical Review Letter 94
• 作者: M.Yamashita;A.Matsubara;R.Ishigura;Y.Sasaki et al.
• 通讯作者: Y.Sasaki et al.