Chân không theo cách hiểu thông thường là khoảng trống nơi không có gì cả. Nhưng trong vật lý lượng tử, ngay cả không gian "trống rỗng" cũng đầy ắp các hạt ảo sinh ra và biến mất, tạo nên những thăng giáng không ngừng. Chính những dao động vô hình ấy lần đầu tiên được các nhà khoa học sử dụng để tăng cường tính siêu dẫn của vật liệu mà không cần tiếp xúc trực tiếp hay tác động bên ngoài.
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc đã đặt một màng niobi điselenua (NbSe₂) siêu mỏng vào một khoang "tối" đặc biệt — một hốc cộng hưởng terahertz với vòng xẻ rãnh. Kết cấu như vậy làm tăng cường các thăng giáng lượng tử của trường điện từ bên trong chân không. Kết quả là nhiệt độ chuyển pha siêu dẫn tăng thêm 5,4 % ở mẫu sáu lớp, đồng thời dòng tới hạn và từ trường tới hạn cũng tăng lên rõ rệt.
Tính siêu dẫn xuất hiện khi các electron tạo thành cặp và chuyển động không có điện trở ở nhiệt độ thấp. Thông thường, để nâng nhiệt độ này cần đến các chất pha tạp hóa học, áp suất hoặc từ trường mạnh. Ở đây, hiệu ứng đạt được nhờ sự trao đổi các photon ảo giữa vật liệu và chân không được tăng cường của khoang. Năng lượng của trạng thái siêu dẫn bị hạ thấp, khiến nó trở nên bền vững hơn.
Các nhà khoa học đã tiến hành một loạt thí nghiệm đối chứng, thay đổi hình học của khoang, tần số và vật liệu để loại trừ những nguyên nhân thông thường như ứng suất cơ học hay tạp nhiễm. Sự tăng cường biểu hiện một cách cộng hưởng — chỉ khi tần số của khoang trùng với các thăng giáng năng lượng thấp của chất siêu dẫn. Điều này khẳng định vai trò đúng là của chân không lượng tử.
Phát hiện này đặt nền móng cho một cách tiếp cận mới — "chân không học" (vacuumtronics), nơi khoảng trống được thiết kế chuyên biệt trở thành công cụ điều khiển các trạng thái lượng tử. Phương pháp này không đòi hỏi tác động năng lượng trực tiếp và có thể hoạt động không tiếp xúc, điều đặc biệt quý giá đối với các cấu trúc nano mong manh.
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…
Trong tương lai, những khoang như vậy sẽ giúp tạo ra các chất siêu dẫn hiệu quả hơn cho máy tính lượng tử, máy chụp cộng hưởng từ và các đường truyền tải điện tiết kiệm năng lượng. Khoảng trống không còn là nền thụ động mà biến thành một tác nhân chủ động trong các quá trình lượng tử.
