Nyt regime i Casimir-styrken observeret

(a) Konfiguration brugt til at måle Casimir-kraften mellem en guldbelagt kugle og et nanostruktureret gitter. Kuglen er fastgjort til vridningspladen på en mikromekanisk oscillator, og det nanostrukturerede gitter er fastgjort til en single-mode optisk fiber. SEM-billeder:(b) nanostruktureret gitter begrænset af to ensartede film (skalalinje, 100 µm). (c) Forstørret gitter, der viser den høje rumlige ensartethed (skalabjælke, 400 nm). (d) tværsnit af et enkelt gitterelement (skalastang, 100 nm).

Ved at nanostrukturere en af to interagerende metaloverflader på skalaer under plasmabølgelængden, et nyt regime i Casimir-styrken blev observeret af Argonne National Laboratory-forskere i Center for Nanoscale Materials Nanofabrication &Devices Group, der arbejder med samarbejdspartnere på NIST, andre nationale laboratorier, og universiteter. Udskiftning af en flad overflade med et dybt metallisk lamelrist med <100 nm funktioner undertrykker kraftigt Casimir-kraften og, til store grænsefladeadskillelser, reducerer det ud over, hvad der er teoretisk forudsagt.

Det nye Casimir-styrkeregime er væsentligt forskelligt fra den velkendte tiltrækning mellem parallelle plader og er kendetegnet ved en crossover fra forstærkning til stærk reduktion af Casimir-styrken. Manipulation af Casimir-styrken har potentielle teknologiske anvendelser i mikro- og nanoelektromekaniske systemer switches, kvanteberegning, og søger efter ikke-newtonsk tyngdekraft.

CNM's avancerede litografifunktioner kombineret med pletteringsteknologi var afgørende for den eksperimentelle konfiguration. Casimir-kraften blev målt mellem en guldkugle og et nanostruktureret metalgitter. En optisk fiber overvågede afstanden til et understøttende substrat, og en oscillator målte Casimir-interaktionen.

Sidste artikelDNA-helicitet og elasticitet forklaret på nanoskalaen

Næste artikelStore kobberkorn fremmer bedre grafenvækst