超流動 3Heの量子渦の研究 summer school 2003 poster session １ ３He ５ A相の texture 東京大学 物性研究所 極限環境物性研究部門 久保田研究室 片岡 祐己 １ ３He ５ A相の texture ９ 一本の渦を観測 付録１ 世界最高速の回転冷凍機 l ^ ｄ と の空間変化が織り成す構造 東京大学 物性研究所 極限環境物性研究部門 久保田研究室 片岡 祐己 Max. rotation speed texture 1 rotation/s ξD H(>>２mT) l d Lowest temperature about 300μK High Stability Under Rotation Full Remote Operation System l ^ ｄ に が引っ張られる Boiling point at 1bar 3.2K l ^ しかし、あまり急に が空間変化すると Critical temperature 3.32K shift = 2kHz のピーク Vortex 不安定になる Density 60kgm-3 l の空間変化の距離スケール ^ Designer Vortex Continuous Vortex ? ξD Takeshi Igarashi Helsinki University of Technology 1996 大気圧（１bar）ではT=0Kまで液体 ξD ＝ １０μm 付録２ 希釈冷凍機の原理 ２ 超流動 3He ６ 円筒容器内のtexture 10 まとめ 通常の希釈冷凍機 Mermin-Ho texture 特異点０ 直径２００μｍの円筒容器において１本の渦を観測 Conc圧力 最も安定 ～20kPa 自発的な １Kポット 巨視的角運動量 自発的な巨視的角運動量の問題は未だに未解決 Pan-Am texture 加圧予冷希釈冷凍機 l ^ が面内に拘束 Conc圧力 H=0ではA相とB相が存在 ～３００ｋPa １本の渦の生成臨界角速度と消滅臨界角速度の間にヒステリシス Cooper pair P-wave triplet 特異点２ １Kポットフリー G=SO(3)×SO(3)×U(1) Radial Disgyration トランスファー l ^ が面内に拘束 18個の内部自由度 ３日に１回 特異点１ 設計者 五十嵐 武 ３ 超流動 3He -A相 ,B相 ７ 実験 cell – 100,200μm 付録３ 核断熱消磁 11 平行平板容器内の texture A相 内径１００μｍ ABM状態 ～10ξD 異方的 テフロンチューブ 南極と北極で ⊿＝０ l ^ 内径２００μｍ が壁に垂直にそろって固定される ～20ξD B相 M.M.Salomaa and G.E.Volovik 熱スイッチ BW状態 ポリイミド 銅核ステージ Half Quantum Vortex の存在を予言 等方的 9T励磁用マグネット 断熱消磁 温度は磁場に比例して低下 Vortexが一本入るか入らない かのサイズ しかし、実験的には未だ確認されていない ⊿＝一定 最低温度 0.3 mK 製作者 京都大学 石黒亮輔 山下 穣 松原 明 １２ Half Quantum Vortex ４ A相のオーダーパラメータ ８ ｃｗ－NMR 付録４ 久保田研究室のメンバー ｄ ^ l ^ m ^ n ^ ４個のベクトル dμｊ = ｄμ（ｍｊ＋i・ｎｊ） n ^ m ⊥ ( ) l = ｍ×ｎ ｄ ^ スピン （スピンに垂直） l ^ 軌道 （⊿＝０の方向） 3Heの循環の量子化 久保田 実 助教授 ⊥ ｄ ^ H l wall 相互作用 最も強い相互作用 ゼーマン相互作用 ｖｓ 超流動速度 双極子双極子相互作用 d n l M s v × F Ñ = ò k０ h NMRダイアグラム 柄木良友 助手 五十嵐 武 研究技官 NMRの同調は700kHz n = 1/2 高橋 健 技官 青山 さやか 秘書 磁場の値をスイープ n=1/2 １回転で位相がπ変わる 小幡利顕 D3 e i j / 2 山下 穣＊ D2 NMR磁場 ～２５ｍT * 京都大学 2 / j i e = F - 中村 誠＊＊ M2 不思議な渦 必ず捕まえてやる！！ 片岡 祐己 M1 **新潟大学 スピンの情報を直接得ることができるので超流動３Heの研究には非常に強力なツール 田沼 厳美 M1 千代浦 祐紀＊＊ M1 フリッツ・ロンドン賞受賞！！