1次元に束縛された超流動及び固体ヘリウム3の核磁気共鳴

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ポーラスアルミナ中に作られる整列した細孔中に^3Heを閉じ込めた場合、ナノメートルサイズの1次元^3He量子液体、固体が形成されることが期待される。1次元の孔を小さくしていった場合、どの程度の大きさまでバルクの超流動は生き残るのか?超流動が消失する臨界点近傍でも、超流動の秩序パラメータはバルクと同じなのか?を明らかにする目的で実験を行った。前年度の孔径20nmの持つポーラスアルミナの実験に引き続き、本年度は孔径100nmのセルで実験を行った。ポーラスアルミナ板(Whatman社製、孔径100nm)約80枚を、マコール製の試料ケース(高さ6mm)に入れ、その外側にNMRコイルを巻きセルを作成した。液体ヘリウム3の圧力を飽和蒸気圧Obarから固化圧力34bar直前までの広範囲で変えて、NMR吸収線の周波数シフトを用いて、超流動状態の探索を行った。細孔外のバルク液体の超流動転移以下で、NMRシグナルに分裂が見られ、細孔中の^3He液体に起因するシグナルが周波数シフトしていることから、細孔内で超流動転移が起きていることを確認した。周波数シフトから同定した超流動相の対称性はA相である。バルク液体がB相に転移しても、細孔内液体はA相に留まっていることがわかった。ただし、この実験では、試料の質に問題があった可能性があり、今後詳細な検討が必要な状況である。なお、この結果については、2007年秋の物理学会において発表した。また、前年度の孔径の20nmセルでの結果を2007夏に行われた量子流体・固体に関する国際会議、およびJournal of Low Temperature Physics誌上で発表した。