ナノバランスによる量子真空場の零点振動力の精密測定

利用纳米天平精确测量量子真空场中的零点振动力

• 批准号: 11874037
• 负责人: 佐々木 真人
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11874037/
• 关键词: 量子真空場; 零点振動力; 精密測定; ねじれ秤

地面振動等の環境ノイズを低減するため、共振周波数2Hz以下の除振台を購入した。また電磁波等の環境ノイズを低減するためのチェンバーを設計・製作した。ねじれ秤を作成し、そのねじれ角をレーザーを用いて測定することにより、ねじれ秤の性能、環境ノイズおよび除振の性能を評価した。また、トンネル電流検知部及びデータ読み出しのプロトタイプとして、大気中でのトンネル電流測定装置を製作した。この装置の動作機構は粗動部と微動部からなり、粗動は電動式の中央精機社製のマイクロメータ(精度1um)を用い、微動はピエゾ素子を利用したメレスグリオ社のナノムーバー(最小ステップ0.3nm)を用いた。このプロトタイプの製作により本実験における探針のマウント法、ピエゾ制御法およびフィードバック制御法を確立し、環境ノイズの評価をおこなった。また、トンネル電流放電探針と表面の金で被覆された表面精度の高い極板(凹凸精度30nm)との間のトンネル電流を大気中でモニターし、トンネル電流の距離依存性を測定・解析した。これにより本実験における予想到達感度(100Hzのフィードバック速度でF=4.9×10^<-18>N)を求めた。さらにデータ取得および装置の遠隔操作のためにPCを用いて自動で駆動系を制御するシステムを開発した。研究計画にある振動除去および駆動系の開発等の装置開発は完了した。測定は現在進行中であり、日本物理学会の春の大会には物理結果をまとめて発表し、その後に論文化を図る。

为了减少地面振动等环境噪音，我们购买了共振频率2Hz以下的隔振台。我们还设计并制造了一个室，以减少电磁波等环境噪音。我们创建了一个扭力天平，并使用激光测量了其扭转角，以评估扭力天平、环境噪声和隔振性能。此外，还制作了大气中的隧道电流测量装置作为隧道电流检测单元和数据读出的原型。该装置的操作机构由粗动部分和微调部分组成。粗动采用电动中央精机千分尺（精度1um），微调采用Melles Griot的采用压电元件的纳米动子（最小步长0.3）。 nm）被使用。通过制作该原型机，我们建立了本实验的探头安装方法、压电控制方法和反馈控制方法，并评估了环境噪声。此外，在大气中监测隧道电流放电探针与高表面精度（30 nm不均匀精度）的镀金板之间的隧道电流，并测量和分析隧道电流的距离依赖性。结果，确定了本实验中实现的预期灵敏度(反馈速率为100Hz时F＝4.9×10^-18N)。此外，我们开发了一种使用PC自动控制驱动系统的系统，用于数据采集和设备的远程控制。研究计划中的除振、驱动系统开发等设备开发已经完成。目前测量正在进行中，物理结果将在日本物理学会春季会议上公布，并随后以论文形式发表。