Study on novel helium-3 quantum fluids with various dimensionalities and correlations designed by nano-sized environments

纳米环境设计的各种维度和相关性的新型氦3量子流体的研究

基本信息

批准号：
22K03510
负责人：
松下琢
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度は、まず研究実施計画中に示した「1次元3He薄膜流体、朝永ラッティンジャー液体は実現するか」という課題に関する研究を実施している。これまで我々は孔径2.4nmの1次元細孔に希薄な3Heを吸着した場合に、比熱等が3Heの1次元状態を示す領域においてのみ、朝永ラッティンジャー(TL)液体の典型的な振る舞いとされる、温度に反比例するスピンスピン緩和時間が観測されることを実証してきたが、非縮退状態でも似た振る舞いが観測されるなどから、TL液体の決定的な証拠としては認められていない状況にあった。本研究ではまずスピン拡散係数の直接観測で、非縮退液体とTL液体の運動状態の定性的な相違を明らかにし、TL液体が実現していることを実証することを目指した。まず新たに位相変調を可能にするようにNMR装置の改造と測定ソフトの改良を行い、NMR信号のS/N比を以前に比べ大幅に改善することができた。その一方で、1次元3Heの拡散係数の観測は、後記の進捗状態に示したように冷凍機等の不調により、現状ではその実験的観測がようやく可能になった段階にある。この系では、核スピンスピン緩和時間に比べて、スピン拡散の効果が小さく、従来型のスピンエコー法によっては拡散係数を観測できない。そこで本研究では従来より長い時間スケールでスピン拡散の観測が可能になるstimulated echoによる観測法を新たに導入した。この方法ではパルス列のパラメータが従来より多いため、測定パラメータの適切な値を決めるための予備実験を繰り返し行ってきた結果、実際に1次元細孔に吸着した3Heの非縮退領域の複数の温度において、スピン拡散に由来する信号減衰をとらえることが可能になった。これにより、今後1次元3Heスピン拡散の系統的な観測が可能になる。

今年，我们首先针对研究实施计划中提出的“一维3He薄膜流体和Tomonaga Luttinger液体能否实现？”问题进行研究。到目前为止，我们发现，当稀 3He 吸附在孔径为 2.4 nm 的一维孔中时，仅在比热等显示的区域中观察到 Tomonaga Luttinger (TL) 液体的典型行为。尽管我们已经证明自旋-自旋弛豫时间与温度成反比，但这并不被认为是 TL 液体的决定性证据，因为即使在非简并态下也观察到了类似的行为。有。在本研究中，我们首先旨在通过直接观察自旋扩散系数来阐明非简并液体和TL液体运动状态之间的质的差异，并证明TL液体的实现。首先，我们修改了NMR设备并改进了测量软件以实现相位调制，并且与以前相比能够显着提高NMR信号的S/N比。另一方面，一维 3He 扩散系数的实验观测目前仅处于由于冰箱等故障而最终成为可能的阶段，如下面的进展状态部分所示。在该系统中，自旋扩散的影响小于核自旋-自旋弛豫时间，并且使用常规自旋-回波方法无法观察扩散系数。因此，在本研究中，我们引入了一种使用受激回波的新观测方法，与传统方法相比，该方法能够在更长的时间尺度上观测自旋扩散。由于该方法比传统方法需要更多的脉冲串参数，因此我们反复进行了初步实验以确定测量参数的合适值，发现在非非晶态中的多个温度下测量了吸附在一维孔隙中的 3He。简并区域，可以捕获源自自旋扩散的信号衰减。这将使未来能够系统地观测一维 3He 自旋扩散。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Influence of Precoated 4He layer on the 3He Dimerization in Nanopores

预涂 4He 层对纳米孔中 3He 二聚化的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. A. Temurjonov; K. Amaike; R. Inagaki; M. Hieda; N. Wada; Y. Shimizu; Y. Kobayashi; M. Itoh; T. Matsushita
通讯作者：
T. Matsushita

77Se NMR studies of excitonic insulator candidate Ta2NiSe5 under High Pressure

高压下激子绝缘体候选 Ta2NiSe5 的 77Se NMR 研究