超导研究再现新进展。最新发表于《Nature》的一项研究显示,无法被直接观测的“虚拟光子”也可能对材料性质产生实际影响。研究团队发现,在超导体kappa-ET附近引入氮化硼多层结构后,其抗磁能力减弱,超导表现随之下降。
据科技媒体Ars Technica当地时间2026年2月27日报道,这项研究建立在量子场论基础之上。按照现代物理学的理解,真空并非“空无一物”,而是始终存在各种能量场。光子可被视为这些能量场的激发,其中既包括可被直接探测的“真实光子”,也包括无法直接观测、但可在粒子之间传递作用的“虚拟光子”。
研究人员此次关注的问题是:在没有真实光子参与的情况下,虚拟光子所对应的电磁环境变化,是否也会影响超导体。
实验所涉及的关键材料之一是氮化硼。该材料由蜂窝状结构层层堆叠而成,对特定波长的光会产生强烈响应。研究人员指出,这一特性使其能够对周围相关频段的电磁环境产生影响,即便系统中并不存在可直接探测的真实光子。
另一种核心材料是超导体“kappa-(BEDT-TTF)₂Cu[N(CN)₂]Br”,简称“kappa-ET”。这种材料需在约12开尔文的极低温环境下才会进入超导态,其超导机制也与传统超导体有所不同。此前学界曾提出,材料内部的“碳-碳双键振动”可能与其超导性有关,但要直接对这一机制进行实验干预并不容易。
研究进一步发现,kappa-ET中相关键振动的频率,与氮化硼强烈响应的红外波段几乎重合。基于这一点,研究团队在kappa-ET上方构建了氮化硼多层结构,希望借此改变其周围的电磁环境,并观察材料性质是否发生变化。
实验结果显示,在氮化硼存在的情况下,kappa-ET排斥磁场的能力减弱,超导表现下降。相比之下,在其表面引入其他材料时,并未出现类似变化;其他性质相近的超导体也未受到影响。这表明,kappa-ET与氮化硼之间可能存在特异性相互作用,而且这一作用可在没有真实光子参与的条件下发生。
研究认为,这项成果短期内尚难直接推动高温超导材料开发,但其意义在于提示,除温度、压力等常见条件外,电磁环境本身也可能成为调控超导性的一个变量。考虑到多种层状材料都可能在不同波段产生共振,这一方向未来或有望发展为探测和调控超导体内部现象的更精细方法。
总体来看,这项研究的价值并不在于立即带来“超导革命”,而在于通过实验进一步说明,即便无法被直接看见,量子层面的电磁效应依然可能对真实材料产生可测影响。随着此类成果不断积累,未来或将为在更实际条件下运行的超导体研究提供新的线索。