Вакуум у звичному розумінні — це порожнеча, де нічого немає. Але в квантовій фізиці навіть «порожній» простір кишить віртуальними частинками, які народжуються й зникають, створюючи постійні флуктуації. Саме ці невидимі коливання вчені вперше використали, щоб підсилити надпровідність матеріалу без прямого контакту чи зовнішнього впливу.
Дослідники з Університету науки і технологій Китаю помістили ультратонкий ніобій-диселенід (NbSe₂) у спеціальну «темну» порожнину — терагерцовий резонатор із розщепленим кільцем. Така конструкція підсилює квантові флуктуації електромагнітного поля всередині вакууму. У результаті перехідна температура надпровідності зросла на 5,4 % у шестишаровому зразку, а також помітно збільшилися критичний струм і критичне магнітне поле.
Надпровідність виникає, коли електрони утворюють пари й рухаються без опору за низьких температур. Зазвичай для підвищення цієї температури потрібні хімічні добавки, тиск або сильні магнітні поля. Тут же ефект досягнуто завдяки обміну віртуальними фотонами між матеріалом і підсиленим вакуумом порожнини. Енергія надпровідного стану знижується, роблячи його стійкішим.
Вчені провели серію контрольних експериментів, змінюючи геометрію порожнини, частоту й матеріали, щоб виключити звичайні причини, як-от механічна напруга чи забруднення. Підсилення проявлялося резонансним чином — лише за збігу частоти порожнини з низькоенергетичними флуктуаціями надпровідника. Це підтвердило роль саме квантового вакууму.
Відкриття закладає основу нового підходу — «вакуумроніки», де спеціально спроєктована порожнеча стає інструментом керування квантовими станами. Метод не потребує прямого енергетичного впливу й може працювати безконтактно, що особливо цінно для крихких наноструктур.
A dark cavity raised NbSe2’s superconducting critical temperature by up to 5.4%, marking the first reported superconductivity enhancement tied to amplified vacuum fluctuations. @nature phys.org/news/2026-08-v…
У перспективі такі порожнини допоможуть створювати ефективніші надпровідники для квантових комп'ютерів, магнітно-резонансних томографів і енергоощадних ліній електропередачі. Порожнеча перестає бути пасивним тлом і перетворюється на активного учасника квантових процесів.
