这项发现听起来像是一个没有包袱的物理学笑话：研究人员首次证明，真空中的量子涨落可以增强超导性，为控制奇异物质状态开辟了一条新路径。没错，虚空现在也开始出力了。

这项研究发表在《自然》杂志上，由中国科学技术大学（中国科学院）的曾长淦教授和程光辉教授领导。合作者还包括上海交通大学的蒋庆东教授、麻省理工学院的弗兰克·维尔切克教授以及其他研究人员。这么多响当当的名字，就为了证明“无”也能有所作为。

在日常语言中，真空听起来像是完全空无一物的空间。量子物理却描绘出截然不同的图景。根据量子电动力学和海森堡不确定性原理，即使是最低能量态也永远不会完全静止。虚粒子不断出现又消失，产生一种无处不在的量子涨落背景。所以下次有人说你是个空洞的存在，请感谢他们的赞美。

这些涨落并非只是理论。它们的影响已通过兰姆位移、自发辐射和卡西米尔效应等成熟现象被观察到。所以没错，宇宙几十年来一直在悄悄炫耀。

多年来，曾长淦和程光辉领导的团队研究了这些真空涨落如何影响凝聚态系统。在早期研究中，研究人员表明，他们可以通过使用磁场可逆地切换卡西米尔力在吸引和排斥之间，从而直接操纵真空涨落。这一结果提出了一个更大的问题：量子真空涨落是否也能用来控制宏观量子态？

蒋庆东的团队从理论角度处理了同样的问题，研究工程化量子真空环境如何影响不同的物质状态。研究人员引入了“真空电子学”的概念，即利用专门设计的真空环境来控制电子和光子行为。这项理论工作为理解新实验中观察到的超导增强提供了一个框架。

“自由空间中的真空涨落通常太弱，无法在宏观凝聚态系统中产生可观察效应，”曾教授说。“为了克服这一限制，我们引入了一种太赫兹裂环谐振器。这种暗腔可以重塑电磁环境并大幅放大真空涨落。”

为了在实验上验证这一想法，研究人员将超导体NbSe2放入太赫兹暗腔中。这创造了一个耦合系统，其中超导材料与腔内专门设计的电磁环境相互作用。然后，团队比较了材料在腔内和腔外的超导行为。结果表明，将NbSe2放入腔中显著提高了其超导临界温度，即材料进入超导状态的温度。

“我们观察到，在六层NbSe2器件中，临界温度可提高高达5.4%，同时在超导转变附近，临界电流和临界磁场也显著增强，”程教授说。“这是首次实验观察到真空涨落增强的超导性。”没错：从本质上说是宇宙背景噪声带来了5.4%的提升。

研究人员进行了一系列对照实验，以确定这种效应是否可以用更传统的材料变化来解释。他们改变了装置的多个属性，包括腔体几何形状、特征频率、材料厚度、介电材料和金属条。结果……