利用频率偏移技术原子力显微镜测量球-板金表面间 Casimir 力的梯度

我们展示了利用频率偏移技术操作的原子力显微镜获得的镀金球体与镀金平板之间 Casimir 力梯度的测量结果。该实验在 $3\times10^{-8}$ Torr 压强下进行，使用半径为 41.3 μm 的空心玻璃球。特别关注了静电校准，包括静电斑块问题。在纳入机械漂移修正后，所有校准参数均显示与间距无关。Casimir 力梯度通过两种方式测量：向平板施加补偿电压，以及施加不同电压并随后扣除电力。所得平均梯度相互一致，并与先前使用微机械振荡器进行的实验一致。所得数据与 Lifshitz 理论的理论预测进行了比较，包括超越邻近力近似的修正。无拟合参数的独立比较表明，在 235 至 420 nm 的间距范围内，Drude 模型方法被数据以 67% 的置信水平排除。使用广义等离子体类模型的理论方法在整个测量范围内与数据一致。计算了振荡器非线性引起的修正，并确定了线性区域的应用范围。结论是，若干已完成的实验结果要求对色散力理论基础进行彻底分析。