小艺
【科学背景】
量子电动力学理论预言，所谓的“真空”并非空无一物，而是充满电磁涨落的动态介质。这种真空涨落可对物质性质产生实质性影响，如兰姆位移、卡西米尔效应等。近年来，研究者开始探索利用谐振腔结构来增强真空场，并以此调控材料物性。然而，能否通过真空涨落直接增强超导体的宏观输运性能（如临界电流、临界磁场和超导转变温度），仍是悬而未决的挑战。该研究选取具有明确超导行为的层状过渡金属二硫化物NbSe2作为模型体系，通过将其嵌入超构裂环谐振腔中，系统探究真空涨落对超导态的调控机制。
【科学成果】
中国科学技术大学的曾长淦、程广珲团队联合合肥国家实验室（上海交通大学）蒋庆东、上海交通大学Frank Wilczek等研究者在Nature上发表了题为“Evidence for vacuum-enhanced superconductivity in NbSe2”的论文，报道了将NbSe2嵌入太赫兹频率的裂环谐振腔后，其超导临界温度由6.38 K提升至6.53 K（ΔTc ≈ 0.15 K），临界电流和临界磁场在接近转变温度时分别增强达30%和60%。通过对照实验（非谐振金属条、同一器件前后对比）排除应变、静电屏蔽及工艺干扰，确认增强源于腔真空场。理论分析基于含时金兹堡-朗道模型，指出虚光子交换过程可降低超导态自由能，从而提升转变温度；腔模频率依赖关系（峰值约0.95 THz）与理论共振条件吻合。该工作首次提供真空涨落增强超导输运的明确实验证据，为非侵入式量子物性调控开辟新路径。
【数据概览】
图1 超导体–暗腔杂化器件中的超导增强效应© 2026 Nature
图2 超导体–暗腔杂化器件的超导转变特性© 2026 Nature
图3 腔体诱导超导增强效应的频率依赖性及基于Ginzburg–Landau理论的分析© 2026 Nature
【科学展望】
该项研究表明，真空涨落可作为一种稳定、非热效应手段增强NbSe2的超导性能，且增强效应在接近相变区域尤为显著。理论模型揭示增强机制来源于腔模与超导涨落之间的虚光子交换，其频率选择性和空间模分布与实验高度一致。该工作不仅验证了量子真空工程在超导调控中的可行性，也为未来通过优化腔体设计和材料结构进一步提升超导转变温度提供了理论基础和实验范式。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-026-11037-x
