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3He-4He混合液相分離界面の動的性質の研究

3He-4He混合液相分离界面动态特性研究

基本信息

批准号：
03J03196
负责人：
阿部陽香
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J03196/
关键词：
ヘリウム3-ヘリウム4 量子液体超音波界面

项目摘要

この^3He(ヘリウム3)と^4He(ヘリウム4)を混合した溶液は、約0.9K以下で^3He濃厚相(c相)と^3He希薄相(d相)の2相に相分離する。^3He濃厚相は低温ではほぼ100%^3Heであるのに対して、^3He希薄相は超流動^4He中に常流動^3Heが数%〜数十%ほど溶けている系であり、その濃度は温度や圧力によって変化する。つまり、温度や圧力変動によって、界面では2相間での^3He準粒子の移動、つまりphase-conversion(相変動)が起こる。本研究の目的は、平衡状態にある相分離界面に垂直に超音波パルスを入射し、その透過係数をもとめ、界面のMobilityを明らかにすることである。超音波による微小な圧力変動により2相間にphase-conversionが起こると、^3He希薄相中の^3He準粒子がこのphase-conversionにすばやく追随できない時にエネルギー散逸が生じ、これは超音波透過係数に反映される。その透過係数から界面成長係数を見積もることができる。この測定の難点は、バルク液体での超音波減衰の影響が非常に大きいため、いかに透過係数を精度良く求めるか、ということであった。本研究は、超流動成分のみを通すVycor grassを用いて、セル内の^4Heの量を断熱的にコントロールし、界面位置を連続的にかつ一定速度で動かすことにより、バルク液体での減衰の影響を取り除いた透過係数を得ることに成功した。T=2mK-100mKでの測定結果から、低温になるにつれて、成長係数は流体力学的領域からBallistic領域(Collisionless領域)に移行することが明らかになった。流体力学的領域での成長係数の振る舞いは、界面領域での音波の減衰を考慮することで定性的に説明することができる。また、Ballistic領域での振る舞いも、3-particle collisionを考慮することにより定性的に説明することができる。さらに今年度は、高速度カメラを用いて相分離界面の視覚化を実現した。界面のMobilityを観測するために、^3He希薄相中から界面に向けて、強いパワーの超音波を入射したところ、界面の波打つ様子が観測された。さらに強いパワーの超音波を入射すると、トランスデューサー上に気泡が生成されることを発見した。

The mixture of 3He solution (3He), thick phase (c phase), thin phase (d phase), phase separation (d phase) and phase separation (phase separation) of ^ 3He (d phase). ^ 3He thick phase, low temperature, temperature temperature, temperature Temperature, temperature, phase-conversion, temperature, temperature, temperature, In this study, the purpose of this study is to balance the phase separation interface, vertical ultrasonic wave, incident wave, numerical data, and Mobility interface. The ultrasonic wave is used to detect the small force in the phase-conversion phase. In the thin phase, the 3He particles are used in the phase-conversion phase, and the ultrasonic wave is reflected through the number of times. The number of users can be increased through the number of users interface. The measurement of the temperature, the temperature of the liquid, the attenuation of the ultrasound, the accuracy of the measurement, the accuracy of the measurement, the temperature of the liquid, the ultrasonic wave, the temperature, the temperature, the In this study, the components of the superfluid system were used in the Vycor grass system, the 4He in the system was cut off, the interface location was linked at a certain speed, and the effect of the failure of the liquid was analyzed. The results of T=2mK-100mK test results, low temperature temperature performance, growth performance of the field of hydrodynamics, Ballistic field (Collisionless field) transfer performance test results show that there are significant differences in the performance of fluid mechanics. In the field of fluid mechanics, the growth of sound waves in the field of fluid mechanics and the attenuation of sound waves in the field of interface are very important in the field of fluid mechanics. In the field of Ballistic, there is an examination of vibration and dance, and a qualitative analysis of the nature of the examination of the 3-particle collision. This year, high-speed equipment uses the phase separation interface to improve the performance of the system. Interface "Mobility", "^ 3He" thin phase, "interface", "strong", "ultrasonic" incident "", "interface", "wave", "sub-wave". The ultrasonic wave is incident and the bubble is generated on the ultrasonic wave.