science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Nieuw regime in de Casimir-troepenmacht waargenomen

(a) Configuratie die wordt gebruikt om de Casimir-kracht te meten tussen een met goud beklede bol en een rooster met nanostructuur. De bol is bevestigd aan de torsieplaat van een micromechanische oscillator en het nanogestructureerde rooster is bevestigd aan een single-mode optische vezel. SEM-afbeeldingen:(b) nanogestructureerd rooster beperkt door twee uniforme films (schaalbalk, 100 µm). (c) Vergroot rooster met de hoge ruimtelijke uniformiteit (schaalbalk, 400nm). (d) doorsnede van een enkel roosterelement (schaalbalk, 100nm).

Door nanostructurering van een van de twee op elkaar inwerkende metalen oppervlakken op schalen onder de plasmagolflengte, een nieuw regime in de Casimir-macht werd waargenomen door Argonne National Laboratory-onderzoekers in het Center for Nanoscale Materials Nanofabrication &Devices Group, in samenwerking met medewerkers van NIST, andere nationale laboratoria, en universiteiten. Een plat oppervlak vervangen door een diep metalen gelamelleerd rooster met:<100 nm-kenmerken onderdrukt de Casimir-kracht sterk en, voor grote scheidingswanden, vermindert het verder dan wat theoretisch wordt voorspeld.

Het nieuwe Casimir-krachtregime verschilt aanzienlijk van de bekende aantrekkingskracht tussen parallelle platen en wordt gekenmerkt door een overgang van versterking naar sterke vermindering van de Casimir-kracht. Manipulatie van de Casimir-kracht heeft potentiële technologische toepassingen in micro- en nano-elektromechanische systeemschakelaars, kwantumcomputers, en zoekt naar niet-Newtoniaanse zwaartekracht.

De ultramoderne lithografiemogelijkheden van CNM in combinatie met platingtechnologie waren van cruciaal belang voor de experimentele configuratie. De Casimir-kracht werd gemeten tussen een gouden bol en een nanogestructureerd metalen rooster. Een optische vezel bewaakt de afstand tot een ondersteunend substraat, en een oscillator heeft de Casimir-interactie gemeten.