真空并非空无一物 中国科学家实现真空涨落增强超导

刘绪刚

快科技8月21日消息，中国科学技术大学团队在量子物态调控拿到重要突破，首次利用暗腔实现了真空涨落增强超导，相关成果已经登上《自然》期刊。
很多人以为真空就是什么都没有，在量子世界里并不是这样。真空里面伴随着虚粒子的不断产生与湮灭，就像一片不停波动的海洋。
只不过普通环境下真空涨落强度很低，很难实实在在改变材料的物理特性，怎么用好这种效应，一直是物理圈很难啃的题目。
这支团队之前就做过真空涨落相关实验，实现过卡西米尔力从吸引变成排斥。有了这个基础，他们就想试一试，能不能靠真空涨落去调节超导材料。
研究人员造出一套叫暗腔的装置，由太赫兹分裂环谐振器组成，不用外接驱动信号，只改变局部电磁环境，就能把真空涨落的效果放大。他们把超导材料二硒化铌放进暗腔里面做测试。
测试结果很有意思，六层二硒化铌样品，超导临界温度最高提升5.4%。不光温度，临近转变点的临界电流、临界磁场，也都跟着变强。
为确认真的是真空涨落带来的改变，科研人员做了多组对照，排除材料形变、样品老化这些干扰因素。实验还看到，增强效果会跟着暗腔频率出现明显的共振峰值，直接证明是腔体和超导材料发生了耦合。
按照理论解释，超导材料会和暗腔来回交换虚光子，把超导态的整体能量压低，超导性能就得到提升。腔体能量和材料本身能量越匹配，增强效果越明显。
这套手段属于非接触式调控，不需要给材料通电施压，给以后研究超导原理、设计全新超导器件，打开了一条新思路。

真空涨落增强超导示意图

zijinshi

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