中国科大团队首次利用“暗腔”实现真空涨落增强超导
2026-08-20 16:08
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中国科学技术大学曾长淦教授、程广珲特任教授领衔的研究团队与合作者合作,首次利用“暗腔”实现了真空涨落增强超导。研究成果于8月19日发表于《自然》。

量子电动力学世界中,真空并非空无一物,而是伴随虚粒子的不断产生与湮灭,犹如充满真空涨落的动态“海洋”。然而,自由空间中的真空涨落通常较弱,难以对宏观凝聚态体系产生可观测影响。如何将其转化为调控量子物态的资源,是凝聚态物理与腔量子电动力学交叉领域的重要课题。

曾长淦团队此前开展了对真空涨落效应本身的调控,实现了卡西米尔力由吸引到排斥的可逆转变。这启发团队进一步思考:能否利用真空涨落,实现对宏观量子物态的可控调节?为此,研究团队引入太赫兹分裂环谐振器构成的“暗腔”,通过重塑电磁环境显著增强真空涨落。研究团队将超导体二硒化铌嵌入暗腔,发现暗腔中二硒化铌的超导临界温度获得实质性提高。在六层二硒化铌器件中临界温度最高提升5.4%。同时,超导体的临界电流和临界磁场在超导转变附近也显著增强。这是国际上首次实验观测到真空涨落增强超导。

通过严格对照实验,团队排除了应变、退化、非均匀性等常规因素。特别是,实验发现超导增强效应随暗腔特征频率呈现共振峰形依赖关系,为超导态与暗腔耦合提供了关键证据。

科研人员表示,该研究通过腔体工程化真空涨落,实现了对超导稳态的无外部驱动、非接触式增强,为探索超导机理与设计新型超导器件提供了新思路。这一全新“非接触式旋钮”有望广泛应用于量子物态调控。

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