Contact mode Casimir and capillary force measurements

Promotie: dhr. P.J. van Zwol, 14.45 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Contact mode Casimir and capillary force measurements

Promotor(s): prof.dr. T.T.M. Palstra

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Het Casimireffect, groot op kleine afstand

Men zegt wel dat het Casimireffect ‘een kracht uit het niets’ is. Net zoals de Lambverschuiving, is het een gevolg van de onzekerheidsrelatie van Heisenberg voor energie en tijd, en daarom fundamenteel belangrijk. In de zoektocht naar correcties op gravitatie voor microscopisch kleine afstanden is het een achtergrondkracht waarmee men rekening moet houden. Voor dergelijke kleine afstanden wordt de Casimirkracht namelijk zeer sterk. In zijn proefschrift beschrijft Peter van Zwol hoe beweegbare onderdelen in mechanische nano-apparaten erdoor worden beïnvloed.

Met behulp van een Atoom Kracht Microscoop is de Casimirkracht gemeten voor oppervlakken en afstanden die typisch zijn voor mechanische nano-apparaten. Theorie en experiment worden vergeleken voor materialen met verschillende optische eigenschappen en ruwheden. De resultaten van deze analyse hebben naast praktisch ook fundamenteel belang wanneer men de Casimirkracht zeer precies wil meten of berekenen. Aan de andere kant is het wellicht mogelijk het Casimireffect te manipuleren. Het proefschrift beschrijft een manier waarop dat gedaan kan worden. Met behulp van een materiaal dat in DVD's wordt gebruikt, kon de sterkte van de Casimirkracht geschakeld worden. Ook kan men met behulp van vloeistoffen tussen materialen, de kracht daartussen repulsief maken. Een manier om deze repulsie te maximaliseren wordt beschreven. Dit is belangrijk omdat Casimir-repulsie de oppervlakken van elkaar afdrukt en daarmee de wrijving daartussen sterk verlaagt.

Peter van Zwol (Adorp, 1982) studeerde technische natuurkunde in Groningen. Het onderzoek werd uitgevoerd bij het Zernike Institute for Advanced Materials en gefinancierd door het Materials Innovation Institute (M2i). Van Zwol gaat door in onderzoek als postdoc bij het CNRS in Grenoble, Frankrijk.