好的，我需要告诉你最近物理学界发生的一件事，相信我，这是一项会让你重新审视所有关于宇宙认知的发现。
科学家刚刚首次证明，他们可以通过操控超导体周围的“真空”空间来增强超导体的性能。不是改变材料本身，也不是进一步降温，而是利用我们过去称为真空的量子奇异现象。
首先，让我们谈谈“空无”
你可能认为真空——即空旷的空间——就是空的。什么都没有。零。
但量子物理几十年来一直在告诉我们，事实绝非如此。即使是想象中最为空旷的空间，也充满了活动。这就像你可能认为海底完全寂静，但实际上那里充满了你听不到的声音。
其原理如下（用通俗语言解释）：根据海森堡不确定性原理，自然界在最小尺度上总是有些模糊不清。即使你试图从某个空间区域移除所有物质，你仍然会得到所谓的“量子涨落”——粒子和反粒子自发地出现，然后几乎瞬间相互湮灭。
这些不仅仅是理论上的推测。科学家已经在卡西米尔效应和所谓的兰姆位移等现象中测量到这些效应。它们是真实、可测量的，并且现在被证明具有潜在的应用价值。
那么超导体呢？
让我给你一个简要版本：超导体是一种能够以零电阻导电的材料。零！没有能量以热的形式损失。什么都没有。
问题在于？它们只有在极低温下才表现出这种特性——通常比外太空还要冷。我们指的是接近绝对零度的温度，即华氏零下459度。对于大多数日常应用来说，这并不实用。
现在，令人兴奋的部分来了。
突破预期的实验
一个由中国研究人员组成的团队，与弗兰克·维尔切克（是的，就是那位诺贝尔奖得主）以及麻省理工学院和上海交通大学的同事合作，决定尝试一些大胆的事情：他们想看看量子真空涨落是否真的能影响超导性。
他们的想法简洁而优雅。他们选取了一种名为二硒化铌（NbSe2）的超导材料，并将其置于一种称为太赫兹分裂环谐振器的装置中。用非专业术语来说，这是一个专门设计的微小腔体，可以重塑超导体周围的电磁环境。
研究人员比较了材料在有和没有该腔体时的行为。关键发现是：当材料置于腔体内时，超导临界温度实际上升高了。
并非微不足道的提升。我们指的是临界温度提高了5.4%。这听起来可能并不惊人，但在超导研究领域中，这是一件大事。
临界温度是指材料转变为超导态的温度。因此，如果你能将这一阈值推高，你就有可能使整个技术更加实用。
实际发生了什么？
这里真正有趣的地方在于。研究人员发现，这种增强并非随机——它显示出依赖于腔体频率的特定共振模式。这强烈表明，超导态与腔模实际上在相互“对话”，以量子力学的方式耦合。
可以这样想象：就像你在推秋千。如果你以正确的节奏推动，秋千会越荡越高。但如果节奏不对，你只会让秋千摇晃。腔体和超导体似乎拥有自己的同步节奏。
理论解释（我非常喜欢这一点）是，超导态与腔体正在交换“虚光子”——即传递电磁力的粒子。这种交换有效地降低了超导态的能量，使其更加稳定和坚固。
为什么你应该关心？
你可能会想：“好吧，科学很酷，但那又怎样？”
这里的“那又怎样”是：这项工作开启了一种控制物质的全新思维方式。几十年来，物理学家通过改变材料的化学组成、结构、温度或施加外部磁场来操控材料。但通过设计真空本身来影响材料的想法——这是一个全新的领域。
研究人员将这一新兴领域称为“真空电子学”（vacuumronics）——即利用专门设计的电磁环境来控制电子和光子行为。这听起来像科幻小说，但实验证据就摆在那里。
现在，让我们诚实地看待局限性。我们不会明天就用真空增强超导体取代所有输电线。效应是适度的，技术仍处于起步阶段。但这是一项基础性发现，开辟了全新的研究途径。
我的看法
我真心觉得这项发现颇具诗意。几个世纪以来，哲学家和科学家一直在辩论空无的本质。真空真的是空的吗？“无”存在吗？
事实证明，“无”不仅仅是某种东西——它是有用的东西。在每一立方厘米空间中涌动的量子泡沫不仅仅是一种好奇心。它可能是一种我们可以利用的工具。
这种研究令人深感满足。这是宇宙对好奇心的奖赏。研究人员提出了一个看似抽象的问题——真空涨落能否影响超导性？——并发现了有朝一日可能帮助我们构建更好的量子计算机、更高效的电网，甚至我们尚未想象到的技术的东西。
下次有人告诉你某物“只是空旷空间”时，你可以微笑并想到其中隐藏的所有量子活动。谁知道呢？也许有一天，你的手机里会包含一个微小的工程化真空，帮助它更高效地运行。
科学真是奇妙，朋友们。我爱它。
来源： [ScienceDaily](https://