Физики из Сколковского института науки и технологий вместе с европейскими коллегами во главе с профессором Сколтеха и руководителем Лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ Олегом Астафьевым экспериментально продемонстрировали нестационарный эффект проскальзывания фазы, — обратные ступеньки Шапиро — один из немногих эффектов фундаментальной физики, до сих пор пребывавший в статусе «предсказан теоретически».


Эффект виден на фотографии — в вольт-амперных характеристиках образуются ступеньки по току, в отличие от ступенек по напряжению в давно известных ступеньках Шапиро на джозефсоновских переходах.

 Вообще-то обратные ступеньки Шапиро в сверхпроводниковых нанопроволоках были предсказаны еще в 1990 году российскими физиками из МГУ Константином Лихаревым, Александром Зориным и Дмитрием Авериным, но их долго не удавалось получить на практике. Ключом к успеху оказался правильно подобранный материал для нанопроволоки — тонкие пленки нитрида ниобия.


По признанию физического сообщества, эффект обратных ступенек Шапиро обещает стать столь же перспективным для метрологии, как и джозефсоновский эффект. На основе последнего базируется квантовая метрология: эталон вольта сегодня определяют не при помощи химической батареи, а при помощи приборов на джозефсоновских контактах. А на основе эффекта нестационарного когерентного проскальзывания фазы можно будет сделать и квантовый стандарт ампера.
«Это позволяет достичь беспрецедентной точности, поскольку размер каждой ступеньки в обоих эффектах обусловлен фундаментальными законами природы: он в принципе не зависит ни от материала, ни от внешних условий: главное — наличие сверхпроводимости», — прокомментировал значение открытия Олег Астафьев