To understand the relation between the resonant period drop of the torsional oscillator (TO) containing the solid helium and its elastic modulus change, we simultaneously measure both phenomena using a TO by inserting concentric piezoelectric (PZT) transducer. Even we observe the similarities of the temperature, 3He concentration and frequency, remarkable discrepancy in the amplitude responses are observed. To investigate this result, we construct the perpendicularly stacked PZT transducers to measure the shear modulus in parallel to and perpendicular to the driving displacement direction. We find that our samples are composed of a few of highly oriented gains or a sufficiently small number of domains connected with a certain preferential orientation. Therefore, the discrepancies in the drive dependence of simultaneous measurement is originated from a change of an elastic property of solid helium.
고체 헬륨이 들어있는 비틀림 단진자의 공명 진동수가 250 mK 이하에서 감소하는 현상이 발견되었고 이는 고체 헬륨의 비고전적 회전관성량의 변화, 초고체상의 발현으로 해석되었다. 이후 압전소자를 사용하여 고체 헬륨의 층밀리기 탄성률을 측정한 결과, 두 현상에서 많은 유사성이 발견되었고 비틀림 단진자의 결과가 고체 헬륨의 회전관성 변화가 아닌 층밀리기 탄성률의 변화로 이해되었다. 우리는 두 현상의 상호관계를 규명하기 위해서 비틀림 단진자 내부에 동심원의 압전소자 한 쌍을 넣어 두 물리량을 동시에 측정하였다. 비틀림 단진자의 공명 진동수 감소가 대부분 고체 헬륨의 층밀리기 변화 때문에 나타났지만 두 측정에는 서로 다른 진폭 의존성이 나타났다. 이는 우리가 측정하는 다결정의 고체 헬륨의 낱알들이 무작위적으로 분포되지 않고 낱알 둘레가 임의의 방향으로 기울어져 있을 때 서로 다른 진폭 의존성이 나타남을 새롭게 제작된, 서로 수직으로 포개져 있는 압전소자 측정을 통해 확인하였다.
