京都大学ELCAS(エルキャス)

平成27年度以前のレポート

物理

物理の2010年2月6日の内容はこちら

実習指導

米澤 進吾(助教)

チューター

野沢 勇樹(学部4回生)

ボランティア

なし

実施場所

理学部5号館511号室

実習内容

前回は低温で電子が止まってしまわない理由をフェルミエネルギーを用いて説明したが、それらの議論は絶対零度でかつ粒子に相互作用が働かないという仮定のもとであった。なので今回の講義では、有限温度でかつ粒子に働く相互作用を考慮したとき、その影響は無視できることを説明した。また前回出された宿題の解説も行った。 後半は米澤さんの所属する固体量子物性の実験室を見学した。ヘリウム3冷凍機や、希釈冷凍機などの冷凍機を実際に見た。

講義の様子
講義の様子


ラボツアーの様子
ラボツアーの様子


ヘリウム3冷凍機
ヘリウム3冷凍機


受講生の感想

  • 今まで写真でしか見たことがなかった冷凍機などの実験器具が見れてうれしかったです。
  • 研究室は何度言っても楽しい。冷凍装置がいろいろな手法を使っているのがすごく面白かった。ただ単に液体窒素で冷やしたり液体ヘリウムで冷やすだけじゃなくて、蒸発を利用したり、特にヘリウム3とヘリウム4の微妙な違いを見事に活用してるのを見た時には感動してしまった。
  • いろいろな研究所を見学できて楽しかったです。ヘリウムを溜める部屋を見れなかったのは残念でした。また機会があれば入って見てみたいです。
  • ラボツアーが意外に面白かったです。おもに突っ込むところが多かったので。フェルミオンの振る舞いについても楽しくいろいろと分かりました。前回のフェルミエネルギーの結論も理解できました。
  • 実際に研究室に入れてよかったです。繊細な機器ばっかりなのに、いろいろな原始的な工夫がされていたのが面白かったです。
  • 同じエネルギーに入れる粒子が1つしかないことで、金属中の電子はフェルミエネルギーという高いエネルギーを極低温でも持っていて、銅だとフェルミ温度はだいたい8,000Kもあるそうで、イメージからすると非常に高い感じがするので驚きだなあと思います。
  • 後半の研究室ツアーではヘリウム3とヘリウム4を混ぜた時のヘリウム3の状態変化を利用した、新しい化合物をつくるためのアーク炉を見ることができました。ヘリウム3は高価らしく使用済みヘリウム3の回収管が天井をはっているのが何となく面白いなあと思いました。
  • Fermi粒子が1つの状態に1つしか存在できないときに、熱エネルギーや相互作用について考える必要がないかを教えてもらいました。図を使ったせつめいでわかりやすかったです。その後のラボツアーではヘリウム3とヘリウム4の性質の違いを利用した希釈冷凍機を見ました。同位体なのにこんなに性質の違うヘリウムってすごいなあと思いました。

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