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微小重力中のヘリウム結晶における新界面現象の探索

寻找微重力下氦晶体的新界面现象

基本信息

批准号：
12J08723
负责人：
高橋拓也
金额：
$ 1.15万
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：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度は、微小重力環境において界面自由エネルギーが決める4He結晶の平衡形をマクロスケールで観測し、ファセットと呼ばれる平らな面が平衡形上ではこれまで観測されていなかった位置に現れることを発見した。しかし、この位置のファセット(s面)は成長形では観測されており、平衡形でも現れることは予測されていたことであった。結晶の温度はおよそ150 mKであった。今年度は冷凍機を改良し、より低温で実験をすることで、予測されていない位置に新しいファセットが現れないか検証しようとしたが、実験装置(希釈冷凍機)の不具合のため一年間をその修繕に費やすこととなってしまった。修繕は未だ続いている。できる限り早く修復・改良し、実験を再開したい。一方、前年度のデータを分析することにより興味深い事実がわかった。ファセットは4He結晶の平衡形においては結晶サイズの1/10以下のサイズでしか現れてこないはずであるが、前年度に得られた平衡形には結晶サイズの1/2程度の大きさにも見える平らな面が観測され、疑問が残っていた。我々はファセット近傍の平衡形を記述する理論式と実験データを比較することによりこれを解決した。比較の結果、観測されたファセット近傍の結晶形は理論的に予測されるものと良い一致を見せ、微小重力実験において結晶が平衡形に到達していることが支持された。さらに、ファセットが大きく見える問題ではファセット近傍に現れる微斜面と呼ばれる小さく傾いた面が広範囲に現れているためであることが明らかになった。原子スケールではファセットと明確な区別がつく微斜面だが、マクロスケールに見てしまうとファセットと区別がつかず、微斜面領域もファセットのような平らな面であると認識しまい、結果、ファセットが大きく現れているように見えていたのである。この事実は今後新しいファセットの観測をしていく過程でファセットの有無を判断する大きな助けになると期待される。

In the past year, in the microgravity environment, the free interface of He crystal has been determined. The equilibrium shape of He crystal has been determined. The flat surface of He crystal has been determined. The equilibrium shape of He crystal has been determined. The position of the film is different from that of the film. Crystallization temperature 150 mK. This year, the refrigerator is improved, the low temperature is measured, the new position is detected, and the equipment (refrigerator) is not suitable for one year. The repair is not complete.できる限り早く修复·改良し、実験を再开したい。A party, the previous year's analysis of the deep interest 4He crystal equilibrium shape, 1/10 or less crystal, 1/2 or less crystal, 1/10 or The theory of the problem is that The results of the comparison show that there is a good agreement between the predictions and the microgravity theory, and that there is a good agreement between the predictions and the microgravity theory. The problem is that when you're in the middle of something, you're in the middle of something. The atomic structure is clearly distinguished from the micro-slope structure, and the micro-slope structure is distinguished from the flat surface structure. The result is that the micro-slope structure is clearly distinguished from the flat surface structure. This is the first time that we've had a chance to test and determine whether there's anything new in the past.