(a) Konfiguration som används för att mäta Casimir-kraften mellan en guldbelagd sfär och ett nanostrukturerat gitter. Sfären är fäst vid torsionsplattan på en mikromekanisk oscillator och det nanostrukturerade gittret är fixerat till en enkelmodig optisk fiber. SEM-bilder:(b) nanostrukturerat gitter begränsat av två enhetliga filmer (skalbar, 100 µm). (c) Förstorat galler som visar den höga rumsliga enhetligheten (skalstapel, 400 nm). (d) tvärsnitt av ett enda gallerelement (skalstång, 100 nm).
Genom att nanostrukturera en av två samverkande metallytor på skalor under plasmavåglängden, en ny regim i Casimir-styrkan observerades av Argonne National Laboratory-forskare i Center for Nanoscale Materials Nanofabrication &Devices Group som arbetar med medarbetare vid NIST, andra nationella laboratorier, och universitet. Ersätter en plan yta med ett djupt metalliskt lamellgitter med Funktioner <100 nm undertrycker kraftigt Casimir-kraften och, för stora gränsytseparationer, reducerar det utöver vad som teoretiskt förutspås.
Den nya Casimir-styrkan skiljer sig markant från den välkända attraktionen mellan parallella plattor och kännetecknas av en crossover från förbättring till kraftig minskning av Casimir-styrkan. Manipulation av Casimir-styrkan har potentiella tekniska tillämpningar i mikro- och nanoelektromekaniska systembrytare, kvantberäkning, och söker efter icke-newtonsk gravitation.
CNM:s toppmoderna litografifunktioner i kombination med pläteringteknik var avgörande för den experimentella konfigurationen. Casimir-kraften mättes mellan en guldsfär och ett nanostrukturerat metallgitter. En optisk fiber övervakade avståndet till ett stödjande substrat, och en oscillator mätte Casimir-interaktionen.
