فريق بحثي بقيادة البروفيسور تسنغ تشانغ غان والبروفيسور تشنغ قوانغ هوي من جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية، بالتعاون مع باحثين آخرين، نجح لأول مرة في تحقيق تعزيز الموصلية الفائقة عبر تذبذبات الفراغ باستخدام "التجويف المظلم". وقد نُشرت نتائج البحث في مجلة "نيتشر" في 19 أغسطس.

في عالم الديناميكا الكهربائية الكمومية، لا يكون الفراغ خاليًا تمامًا، بل يصاحبه توليد وفناء مستمران للجسيمات الافتراضية، وكأنه "محيط" ديناميكي مليء بتذبذبات الفراغ. ومع ذلك، فإن تذبذبات الفراغ في الفضاء الحر عادة ما تكون ضعيفة، مما يصعب معه إحداث تأثيرات قابلة للملاحظة على الأنظمة المكثفة العيانية. إن كيفية تحويلها إلى مورد للتحكم في الحالات الكمومية للمادة تُعد قضية مهمة في المجال البيني بين فيزياء المادة المكثفة والديناميكا الكهربائية الكمومية للتجويفات.

كان فريق تسنغ تشانغ غان قد أجرى سابقًا أبحاثًا حول التحكم في تأثير تذبذبات الفراغ نفسه، محققًا تحولًا عكسيًا لقوة كازيمير من الجذب إلى التنافر. وقد ألهم ذلك الفريق للتفكير في سؤال أعمق: هل يمكن استخدام تذبذبات الفراغ لتحقيق تحكم قابل للضبط في الحالات الكمومية العيانية للمادة؟ ولتحقيق هذه الغاية، أدخل الفريق البحثي "تجويفًا مظلمًا" مكونًا من رنانات حلقية مقسمة بتردد تيراهرتز، مما أدى إلى تعزيز تذبذبات الفراغ بشكل ملحوظ عبر إعادة تشكيل البيئة الكهرومغناطيسية. وقد قام الفريق بدمج مادة ثنائي سيلينيد النيوبيوم فائقة التوصيل داخل التجويف المظلم، ووجد أن درجة الحرارة الحرجة للتوصيل الفائق لثنائي سيلينيد النيوبيوم في التجويف المظلم قد ارتفعت بشكل جوهري. وفي أجهزة ثنائي سيلينيد النيوبيوم ذات ست طبقات، ارتفعت درجة الحرارة الحرجة بنسبة تصل إلى 5.4%. كما تعززت بشكل ملحوظ كل من التيار الحرج والمجال المغناطيسي الحرج للموصل الفائق بالقرب من نقطة الانتقال الفائقة. تُعد هذه أول ملاحظة تجريبية دوليًا لتعزيز الموصلية الفائقة عبر تذبذبات الفراغ.

من خلال تجارب مراقبة صارمة، استبعد الفريق العوامل التقليدية مثل الإجهاد الميكانيكي، والتدهور، وعدم التجانس. وعلى وجه الخصوص، كشفت التجارب أن تأثير تعزيز الموصلية الفائقة يظهر اعتمادًا على شكل رنيني مع التردد المميز للتجويف المظلم، مما يوفر دليلًا رئيسيًا على اقتران الحالة فائقة التوصيل بالتجويف المظلم.

وأشار الباحثون إلى أن هذه الدراسة، من خلال هندسة تذبذبات الفراغ عبر التجويف، حققت تعزيزًا غير تلامسي وغير مدفوع خارجيًا للحالة المستقرة فائقة التوصيل، مما يوفر نهجًا جديدًا لاستكشاف آليات التوصيل الفائق وتصميم أجهزة فائقة التوصيل جديدة. ومن المتوقع أن يُستخدم هذا "المقبض غير التلامسي" الجديد على نطاق واسع في التحكم في الحالات الكمومية للمادة.