二次元超流動ヘリウム3の探索

寻找二维超流氦-3

基本信息

批准号：
05J10576
负责人：
山下穣
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J10576/
关键词：
超低温ヘリウム3 低次元超流動フェルミ液体

项目摘要

二次元におけるヘリウム3の新しい凝縮状態を検索するための高感度ねじれ振り子測定器の開発のため、非常に高い磁束密度を持つサマリウムコバルト磁石を用いた位置検出器の開発を行った。通常ねじれ振り子測定は電極が振動することによるキャパシタンスの変化をバイアス電圧と電流増幅器で測定するが、これをねじれ振り子に取り付けられたサマリウムコバルト磁石とSQUIDの磁束検出器に置き換えることで簡便かつ非常に高感度の測定が可能になる。液体ヘリウム中において、電圧で駆動できる薄いフィルムにサマリウムコバルト磁石を取り付けた予備実験を行い15V/nmの測定感度が確認された。これはキャパシタンス法に比べて一万倍以上の感度に相当する。現在、サマリウムコバルト磁石を取り付けたねじれ振り子を作成中であり、数ヶ月中にねじれ振り子とこの測定システムを組み合わせたときの性能が確認される予定である。以上の高感度測定においては特殊な防振処理が施された極小振動環境が必須で、そのためにコーネル大学J.C.Davis研究室にある防振室において実験を行ってきた。ここでは部屋全体を空気バネによって浮かせることが可能でそれにより外からの振動を除去し、フェムトメーターオーダーの極小の振動下で測定が可能である。この高感度位置検出器の開発を完了させるため、一年半を超えてアメリカに滞在する必要が生じたため、学振特別研究員を中途辞退することとした。

为了开发一种高度敏感的扭转摆设装置，以在二维中搜索新的氦3凝结状态，我们使用了具有极高磁通量密度的samarium钴磁体开发了位置检测器。通常，扭转的摆测量测量使用偏置电压和电流放大器引起的电极振动引起的电容变化，并通过用连接到扭转钟摆上的samarium Cobalt磁铁代替它，使扭转板和磁力磁通检测器的磁磁磁通量很大，可以使其具有更简单的测量，从而实现了简单的测量。进行了初步实验，其中将samarium钴磁体连接到薄膜上，该薄膜可以由液态氦气中的电压驱动，并确认了15V/nm的测量灵敏度。这对应于比电容方法高的10,000倍以上。目前，正在创建带有samarium钴磁铁的扭转摆，并且将扭转摆与此测量系统相结合时，将在几个月内确认性能。对于上述高灵敏度测量值，必不可少的振动环境非常小，因此，必须在康奈尔大学J.C.戴维斯实验室的防振动室进行实验。在这里，整个房间都可以通过空气弹簧漂浮，从而消除了外部振动，并可以在船长计量计的顺序下进行极小的振动下进行测量。为了完成这个高度敏感的位置检测器的发展，有必要在美国停留一年半，因此我决定拒绝公共科学研究局的特别研究人员。