波纹表面间横向Casimir力的实验与理论研究

计算并测量了正弦波纹金板与金球之间的横向Casimir力。实验装置基于专门改装用于测量横向Casimir力的原子力显微镜。测得的力随两个波纹间相位差作正弦振荡。分析了系统误差与随机误差，在221 nm间距处测得横向力振幅为$3.2\times 10^{-13}$ N，在95%置信概率下相对误差为24%。研究了测得横向力振幅对间距的依赖关系，显示与距离的四次方反比依赖一致。给出了包含有限电导率和粗糙度修正的横向Casimir力完备理论。将所得理论依赖关系作为表面间距、波纹振幅、相位差和金属等离子体波长的函数进行了分析。将理论与实验数据比较，显示良好吻合。由横向Casimir力测量给出了对假设Yukawa型相互作用的约束。讨论了横向真空力在纳米技术中的可能应用。