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。

为了开发高灵敏度扭摆测量装置来寻找二维氦3的新凝聚态，我们开发了一种使用具有极高磁通密度的钐钴磁铁的位置检测器。通常，扭摆测量使用偏置电压和电流放大器来测量由于电极振动而引起的电容变化，但通过将其替换为连接到扭摆的钐钴磁铁和 SQUID 磁通量检测器，可以轻松且轻松地实现扭摆测量。高灵敏度的测量变得非常简单。在液氦中进行了初步实验，其中钐钴磁体附着在可以通过电压驱动的薄膜上，并确认了15V/nm的测量灵敏度。这相当于比电容法高出 10,000 倍以上的灵敏度。目前正在建造配备钐钴磁铁的扭摆，扭摆和该测量系统组合的性能将在未来几个月内得到确认。上述高灵敏度测量需要经过特殊防振处理的超低振动环境，为此我们在康奈尔大学 J.C. Davis 实验室的防振室中进行了实验。在这里，整个房间可以使用空气弹簧悬挂起来，从而消除外部振动，并可以在飞米量级的极小振动下进行测量。为了完成这个高灵敏度位置检测器的开发，我需要在美国停留一年半以上，所以我决定拒绝JSPS研究奖学金。