《使用原子力顯微鏡對納米間距Casimir效應的研究》是依託華中科技大學，由羅鵬順擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：使用原子力顯微鏡對納米間距Casimir效應的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：羅鵬順
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
Casimir效應是一種起源於真空量子漲落的巨觀量子效應，它是量子場論的一個非常重要的預言，也是真空零點能存在的一個可觀察物理效應，因此在量子理論中具有重大意義。目前對Casimir效應的研究主要集中在對實際材料Casimir效應的理論計算及實驗檢驗。基於Lifshitz理論的各種計算方法的分歧主要在於採用何種介電常數模型來描述實際材料對電磁場的回響。在實驗方面，目前使用的樣品表面製備手段限制了進一步在更小的間距下對Casimir力進行精密測量。本項目擬採用表面科學領域的樣品表面製備手段，在一個超高真空多腔室系統中，製備平整且表面化學成分和物理性質確定的表面，通過調頻原子力顯微鏡（FM-AFM）的測量方法，在小到30 nm的間距範圍內對相同金屬及不同金屬間的Casimir力進行精密測量，進而在此作用程下對現有理論進行檢驗。在30nm間距處測量的相對精度預期達到0.3%。
結題摘要
Casimir效應是一種起源於真空量子漲落的巨觀量子效應，它是量子場論的一個非常重要的預言，也是真空零點能存在的一個可觀察物理效應，因此在量子理論中具有重大意義。目前對Casimir效應的實驗檢驗仍然存在分歧：一些實驗小組的結果支持基於Plasma模型的Lifshitz理論，而另一些實驗結果支持基於Drude模型的Lifshitz理論。本項目使用調頻原子顯微鏡，測量了金球和鍍金平面間的Casimir力隨間距的變化，測量最小間距達到約20nm，在最近間距的測量精度達到1.7%。通過比較在樣品表面的不同區域的測量結果以及在同一地點不同時間的重複測量結果，我們發現目前被廣泛採用的靜電力標定方法可能導致較大的系統誤差，從而導致Casimir力測量存在很大不確定。
