一般認知中的真空,是什麼都沒有的空無。但在量子物理中,即使是「空」的空間也充滿了不斷產生與消失的虛粒子,形成持續的漲落。科學家正是首次利用這些看不見的振盪,在不直接接觸或施加外部作用的情況下,增強了材料的超導性。
中國科學技術大學的研究人員將超薄的二硒化鈮(NbSe₂)放入一個特殊的「暗」腔——分裂環太赫茲共振器中。這種結構會增強真空內部電磁場的量子漲落。結果,六層樣品的超導轉變溫度上升了 5,4 %,臨界電流與臨界磁場也明顯增大。
當電子在低溫下形成配對並無電阻地運動時,就會出現超導性。通常要提高這個溫度,需要化學添加物、壓力或強磁場。而在這裡,效應是藉由材料與腔內被增強的真空之間交換虛光子而達成的。超導態的能量降低,使其更加穩定。
科學家進行了一系列對照實驗,改變腔的幾何形狀、頻率和材料,以排除機械應力或污染等常規原因。增強作用以共振方式出現——只有在腔的頻率與超導體的低能漲落相匹配時才會發生。這證實了量子真空本身的作用。

這項發現為一種新方法奠定了基礎——「真空子學」或「真空學」,其中經過專門設計的空無成為操控量子態的工具。該方法不需要直接的能源作用,並且可以非接觸式運作,這對脆弱的奈米結構尤其珍貴。
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…
展望未來,這類腔將有助於為量子電腦、磁振造影儀和節能輸電線路製造更高效的超導體。真空不再是消極的背景,而是轉變為量子過程的積極參與者。


