《自然》重磅！联手诺奖得主，中美发现真空量子涨落增强超导

中国科学家与诺贝尔物理学奖得主联手，竟然让看似“空无一物”的真空，成了增强超导的工具！

没有用激光照射，没有往材料里掺入新元素，仅仅通过设计材料周围的量子电磁环境，研究团队就让它的超导临界温度最高提高了5.4%，在超导转变附近，能够承受的电流和磁场也明显增强。

成果登上了8月19日《自然》主刊。

这一次，真正令人兴奋的，不只是超导又进步了一点，而是中国团队打开了一种新可能：未来改变材料性能，或许不必总在材料本身动刀，还能从它周围看不见的真空入手。

01、中国团队主导，诺奖得主参与：他们做成了什么？

参与这项研究的Frank Wilczek，是2004年诺贝尔物理学奖得主。而实验工作的主力，来自中国科学技术大学曾长淦、程广珲团队。

他们瞄准的，是超导领域一个特别诱人的问题：能不能不靠持续照射、不改变材料成分，只利用真空中的量子涨落，就把超导增强？

超导之所以让科学界念念不忘，是因为某些材料进入这种状态后，电阻会消失。普通导线里因电阻而损耗的能量，在超导状态下可以避免。

但超导也很脆弱。温度太高、电流太大、磁场太强，都可能让它失效。科学家追求的，就是让它更容易出现，也更不容易被破坏。

这次，中国团队把二硒化铌超导材料与一种特殊设计的太赫兹“暗腔”结合，发现三个关键指标同时出现了改善：

超导临界温度提升：在六层二硒化铌器件中，最高达到5.4%。材料可以在比原先稍高的温度下进入超导。

临界电流增强：在超导转变附近，它能承受更大的电流，而不失去超导状态。

临界磁场增强：同样在转变附近，它更能抵抗磁场对超导的破坏。

为了确认这不是其他因素造成的假象，团队围绕腔体结构、材料厚度等开展了系统对照，排查应变、材料退化、非均匀性和金属屏蔽等影响。

尤其值得注意的是，增强效果会随暗腔特征频率变化，呈现共振峰形的关系。

这意味着，材料与暗腔之间的配合，不是随便放在一起就行。它们之间，藏着需要精准匹配的物理联系。

02、真空里没有光，为什么还能增强超导？

最神秘的部分，就在这里。

我们以为真空就是把空气抽干净，里面一无所有。但量子物理告诉我们，即使没有普通意义上的光子，电磁场也不会彻底安静下来。

它仍然存在不可消除的量子起伏，这就是真空涨落。

科学家并不是凭空制造了这种现象，而是想办法让它与材料发生更有效的联系。

他们设计的“暗腔”，你可以理解成一座特殊的电磁回音室。它的形状和结构，会改变其中允许存在的电磁模式，以及这些模式与材料相互作用的方式。

材料还是那种材料，周围的量子环境却被重新安排了。

就像一根琴弦，单独拨动时声音有限，配上合适的共鸣箱，表现便会不同。当然，暗腔里起作用的不是声音，而是电磁场的量子涨落。

这也是“暗”字最有意思的地方：不需要外部光照持续驱动，腔内的量子电磁环境仍然可能影响材料。

理论团队的计算表明，材料中的电子与腔内涨落模式发生耦合，可以降低超导态的能量，让这种状态更加稳定。

说得直白些，就是给本来容易被温度扰乱的超导状态，增加了一份稳定的条件。

实验结果与这一解释相符。

过去，我们常通过掺杂、施压、改变结构来调节材料。现在，中国团队把另一只“旋钮”摆到了实验台上：材料周围的真空，也可以通过工程设计参与调控。

03、它可能改变什么？价值不只在5.4%

如果只盯着数字，有人可能会说：才提高5.4%，有什么值得激动的？

但基础科学里，有些突破的分量，在于第一次证明一条路可以走。

这项工作提供了真空涨落增强超导的实验依据。接下来，科学家可以更换材料、优化腔体，继续探索增强效果能否扩大，以及这种方法能适用于哪些体系。

如果这条路径不断成熟，它可能为超导器件设计增加新的选择。

超导电路是量子技术的重要组成部分。怎样稳定控制它们的状态，怎样让器件拥有更合适的工作条件，都是现实的研究问题。通过设计电磁环境调节超导，为这些问题提供了新的研究工具。

它也可能帮助科学家继续追问：超导为什么形成？哪些量子作用能够增强它，又有哪些会破坏它？

找到新的调控方式，有时也意味着得到了一种新的观察手段，让原本难以分辨的物理联系显露出来。

不过，这次并没有实现室温超导。

5.4%是临界温度的相对提升，不是提高5.4摄氏度，也不意味着材料已经可以在普通房间里工作。实验仍需要低温条件，距离电网等大规模应用，还有很长的路。

它也不是从真空里挖出免费电能。实验装置和低温系统都需要现实投入，超导增强并没有推翻能量守恒。

但我们不必因为终点还远，就轻看第一条被打开的道路。

今天的成果，是让科学家多了一种改变物质状态的办法。未来能走到哪里，需要更多实验，而不是更多口号。

04、山河有问，吾辈作答

人类文明走到今天，靠过许多响亮的胜利，也靠过无数寂静的坚持。

有人在聚光灯下改变世界，也有人守着一间实验室，把同一个问题问上十年。旁人看到的是论文发表的那一天，他们经历的，却可能是漫长的等待、失败与重新开始。

最难得的，是尚未看见答案时，仍愿意把事情做下去。

一个人如此，一代人也是如此。曾经觉得遥不可及的山峰，总要有人先走近；曾经只能仰望的知识，总要有人亲手添上新的一页。

我们为中国科学家的成果欣喜，不只是因为名字出现在顶级期刊上，更因为在探索未知的长路上，越来越多的问题，开始有了中国人的回答。

而科学也让人懂得，真正的强大，可以同时容得下自豪与谦逊。为已经走出的步子振奋，也承认前方仍有看不清的深处。

山河有问，吾辈作答。

愿我们这一代人的努力，能让后来者站得更高、看得更远；愿那些无人喝彩的日夜，终有一天，成为照亮远方的微光。

你觉得这项研究最令人惊讶的，是“真空并不空”，还是它竟然能帮助增强超导？欢迎在评论区聊聊。

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参考资料：

Wang Z, Cardoso G, Yang L, et al. Evidence for vacuum-enhanced superconductivity in NbSe2. Nature, 2026;657:912–917. DOI：10.1038/s41586-026-11037-x。

中国科学技术大学：中国科大首次实现真空涨落对超导的增强效应，2026年8月19日。

上海交通大学：物理与天文学院蒋庆东教授课题组和合作团队首次实现真空涨落对超导的增强效应，2026年9月20日。