中安新闻客户端讯 记者8月19日从中国科大获悉,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,联合上海交通大学蒋庆东副教授、麻省理工学院Frank Wilczek教授(2004年诺贝尔物理学奖得主)等合作者,在量子物态调控领域取得重要进展:首次利用“暗腔”实现了真空涨落增强超导。该工作于8月19日发表于《自然》。
在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。
曾长淦团队近些年致力于凝聚态体系中量子涨落效应研究。此前团队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。
理论上,蒋庆东教授研究组与Frank Wilczek教授基于Ginzburg-Landau框架,提出超导态与暗腔交换虚光子图像,该过程降低超导态能量,进而增强超导。当腔模的特征能量与超导材料的低能涨落能量相匹配时,超导增强效应最强。
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。(记者 汪乔)
安徽发展网版权及免责声明:
1、凡本网注明“来源:安徽发展网” 的所有作品,版权均属于安徽发展网,未经本网授权,任何单位及个人不得转载、摘编或以其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明“来源:安徽发展网”。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。2、凡本网注明 “来源:XXX(非安徽发展网)” 的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
3、如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在30日内进行。
※ 有关作品版权事宜请联系:18225885531 邮箱 cp55991@163.com

推荐阅读