上皿天秤を用いたCasimin効果の精密検証

• 研究課題/領域番号: 04452020
• 研究種目: 一般研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 核・宇宙線・素粒子
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 吉田 哲也 東京大学, 理学部, 助手 (50222394)
• 研究期間 (年度): 1992 – 1993
• 研究課題ステータス: 完了 (1993年度)
• 配分額: 7,000千円 (直接経費: 7,000千円); 1993年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 1992年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
• キーワード: カシミール効果 / 上皿天秤 / 平行金属極板 / 極板間絶対距離 / 精密上皿天秤 / 平面金蒸着板 / 絶対距離測定 / 真空のエネルギー / 未知短距離力 / 未知中性ボソン

研究概要

真空のエネルギーを直接観測する手段として上皿天秤を用いたカシミール効果の精密検証を行うため、測定装置の製作を進め予備的な実験を行った。
第1により精度の良い金属平行極板の製作のための技術開発を進めた。前年度に石英基板の上に金蒸着をほどこすことによって金属極板の製作を行ったが、表面を詳細に検査すると高さ数ミクロンのクラスタが存在することがわかった。このクラスタは、(1)金蒸着を行う前に石英基板上に異物が残っていた,(2)金蒸着の際に金のクラスタが石英基板上に付着した,等の理由が考えられ対策の検討が行われた。まず石英板の洗浄法についての検討が行われ超伝導加速空洞の洗浄に用いられるMSR法を用いた試験を行い、シリコン基板に対しては有効であることが確認された。また金蒸着の際にクアスタが付着しないような条件についても検討が進められた。さらに金蒸着を行わずに金属基板を製作する方法としてスパッタリングやメッキ法などの方法をとることが考えられた。
第2に2枚の平行極板間の絶対距離を測定する方法として白色光の干渉を用いる方法を試験した。2枚の極板間に白色光を入射し、透過して出てくる光を分光して干渉を測定することによって数10ミクロンの距離を50+1メートル程度の精度で測定できることを確認した。この絶対距離の測定法と前年度に製作したレーザ測距による変位測定法を組み合わせて実験に十分な距離測定が可能であることを得た。