固体中的热传导通常通过电子或分子，或统称为声子的振动进行。在真空中，由于缺少介质，人们一直认为热量是通过辐射而不是声子传递的。但是，最近的理论预测表明，电磁场的量子波动会引起真空中的声子耦合，从而促进热传递。通过实验揭示这种独特的量子效应将为量子热力学带来基本的见识，并为纳米级技术的热管理带来实际意义。近日，加州大学伯克利分校张翔团队通过实验证明了完全真空隔开的两个物体之间的量子波动可引起的热传导。作者在完全无尘的真空密室中制造出极薄的两片镀金氮化硅膜，并在实验时将其放置在相距数百纳米的距离；作者使用纳米力学系统通过真空波动实现强声子耦合，并观察各个声子模式之间的热能交换。实验发现，两片膜中间没有任何连接，但当加热其中一片膜时，另一片膜的温度也升高。实验所设距离可以排除包括热辐射等其它可能的传热方式的影响，这就证明了真空中也能将热能传导数百纳米，颠覆了基本传热理论。该工作为利用量子真空实现在纳米级的能量传输铺平了道路。
King Yan Fong, Hao-Kun Li, Xiang Zhang*, et al. Phonon heat transfer across a vacuum through quantum fluctuations. Nature, 2019
DOI: 10.1038/s41586-019-1800-4
