Suốt hàng thế kỷ, ý tưởng khai thác năng lượng từ chân không bị giới khoa học xếp vào danh sách ngụy khoa học, ngang hàng với máy chuyển động vĩnh cửu và các trò lừa đảo năng lượng vô tận.

Thế nhưng vào tháng 5 năm 2025, Harold "Sonny" White, cựu kỹ sư và nhà nghiên cứu vật lý đẩy tiên tiến tại NASA, người từng dẫn dắt chương trình nghiên cứu warp drive được DARPA tài trợ tại phòng thí nghiệm EagleWorks, tuyên bố nhóm của ông đã làm được điều mà cộng đồng vật lý cho là bất khả thi: tạo ra dòng điện liên tục từ chân không lượng tử mà không cần pin, không cần sạc, không cần bất kỳ nguồn năng lượng bên ngoài nào.

Ông Harold "Sonny" White, cựu kỹ sư NASA, nhà sáng lập của Casimir Inc

Công ty Casimir Inc. do ông White sáng lập đặt tên cho thiết bị này là MicroSparc, một con chip bán dẫn kích thước 5mm x 5mm được chế tạo dựa trên hiệu ứng Casimir, một hiện tượng lượng tử đã được giới vật lý dự đoán từ năm 1948 và xác minh thực nghiệm từ thập niên 1990.

Để hiểu MicroSparc hoạt động như thế nào, trước tiên cần hiểu chân không lượng tử không phải là khoảng trống hoàn toàn như người ta thường nghĩ. Ở cấp độ lượng tử, không gian tưởng chừng trống rỗng thực ra chứa đầy các trường điện từ dao động và các hạt ảo liên tục xuất hiện rồi biến mất.

Khi đặt hai tấm kim loại dẫn điện song song trong chân không với khoảng cách khoảng 100 nanomet, tức bằng khoảng một phần nghìn sợi tóc người, áp suất bên trong khoảng trống giữa hai tấm trở nên thấp hơn bên ngoài vì một số bước sóng lượng tử không đủ nhỏ để tồn tại trong khoảng hẹp đó. Sự chênh lệch áp suất này tạo ra lực Casimir, kéo hai tấm lại gần nhau và thực hiện một lượng công đo được.

Hình ảnh mô tả hiệu ứng Casimir với sóng dao động chân không

Vấn đề tồn tại suốt nhiều thập kỷ là khi hai tấm sập vào nhau, hệ thống dừng hoạt động và cần năng lượng bên ngoài để tách chúng ra, khiến thiết bị Casimir truyền thống hoạt động như một viên pin hơn là một nguồn điện thực sự.

Nhóm của ông White tuyên bố đã giải quyết được bế tắc này bằng cách cố định cả hai tấm dẫn điện lên một đế cứng để chúng không thể sập vào nhau, đồng thời đặt các trụ vi mô đóng vai trò ăng-ten dọc theo mặt phẳng giữa của khoang.

Theo mô tả của ông White, môi trường bên trong khoang yên tĩnh hơn bên ngoài, tương tự như một đầm phá trong vòng san hô giữa đại dương: sóng lớn liên tục đập vào phía ngoài nhưng bên trong vẫn lặng. Sự chênh lệch này khiến các electron từ thành khoang thỉnh thoảng xuyên hầm lượng tử sang các trụ ở giữa, và xác suất chúng quay ngược trở lại thấp hơn nhiều bậc độ lớn.

Nguyên mẫu thiết kế của chip MicroSparc

Hiện tượng này tạo ra dòng electron một chiều liên tục mà ông White gọi là "bánh răng lượng tử một chiều", và bằng cách nhân hàng triệu khoang vi mô lên trên một con chip duy nhất, nhóm nghiên cứu tuyên bố tạo ra được dòng điện một chiều liên tục không cần nguồn cấp bên ngoài.

Điều đáng chú ý là tuyên bố này không dừng lại ở lý thuyết. Nhóm Casimir Inc. cho biết đã chế tạo hàng trăm chip nguyên mẫu tại các cơ sở nanofab của Đại học Texas A&M và MIT, sau đó kiểm tra chúng trong buồng cách ly tần số vô tuyến trong nhiều tuần bằng thiết bị đo điện áp và dòng điện có độ nhạy cực cao.

Một nguyên mẫu chip MicroSparc thế hệ đầu sử dụng các tiến trình lượng tử để sản sinh năng lượng

Kết quả đo được dao động từ milivolts đến volts ở mức dòng điện picoamp đến microamp. Mục tiêu hiệu suất cho chip thương mại đầu tiên là khoảng 1,5 volt và 25 microamp, tức khoảng 40 microwatt công suất liên tục, đủ để cấp điện cho các thiết bị điện tử siêu thấp như cảm biến IoT, thiết bị đeo tay và các bộ phận cấy ghép y tế.

Về lộ trình mở rộng quy mô, ông White cho biết nhóm có thể nhân đầu ra bằng cách xếp chồng nhiều lớp chip hoặc ghép nhiều chip lại với nhau trên cùng một mạch in. Ở mức chi phí khoảng 100 USD mỗi watt, một bộ tạo điện Casimir kích cỡ bằng ổ bánh mì có thể cung cấp khoảng 12 kilowatt-giờ mỗi ngày, đủ cho nhu cầu đi lại thông thường của một xe điện. Nếu chi phí giảm xuống còn khoảng 10 USD mỗi watt, ông White cho rằng công nghệ này có thể cấp điện hoàn toàn cho cả một ngôi nhà mà không cần nối lưới điện.

Trong một ví dụ cụ thể hơn, ông hình dung đến năm 2028 người dùng có thể mua tùy chọn nâng cấp điện thoại thông minh với chip Casimir 0,5 watt, giúp thiết bị tự sạc lại hoàn toàn sau khoảng 24 giờ sử dụng bình thường mà không cần cắm sạc.

Dù vậy, bài toán lớn nhất hiện tại không nằm ở vật lý mà nằm ở độ tin cậy. Các nhà khoa học độc lập được tờ The Debrief liên hệ đều từ chối bình luận công khai về MicroSparc và nghiên cứu nền tảng của nhóm.

Casimir Inc. hiện đang trong giai đoạn gọi vốn hạt giống để chuyển từ prototype phòng thí nghiệm sang quy trình sản xuất bán dẫn có thể mở rộng, với mốc thương mại hóa sản phẩm đầu tiên dự kiến vào năm 2028. Ông White nhấn mạnh rằng vật lý nền tảng của MicroSparc không có gì mới, hiệu ứng Casimir và cơ học lượng tử đã được các phòng thí nghiệm trên toàn thế giới nghiên cứu và xác minh trong nhiều thập kỷ, điều mới là việc kỹ thuật hóa các hiệu ứng đó thành thiết bị bán dẫn thực tế bằng công nghệ nanofab hiện đại.

Liệu tuyên bố đó có đứng vững trước sự kiểm chứng độc lập hay không, câu trả lời sẽ phải chờ đến khi sản phẩm thực sự ra thị trường.