А знаете ли вы, господа присяжные заседатели, куда в 1938 году исчез гениальный итальянец Этторе Майорана? Он сел на корабль в Неаполе и… испарился, словно его никогда и не было. Зато он оставил нам в наследство загадку частиц, которые одновременно являются своими же античастицами. Поймать эту «майорановскую моду» в лаборатории сложнее, чем найти честного чиновника в уездном городе N. Но, кажется, наши светлые умы из МИЭМ ВШЭ, МФТИ и МИФИ нашли ключ к ларчику, и лежит он, как ни странно, не в идеальной чистоте, а в… мусоре.
Когда перфекционизм вредит здоровью
В мире высокой физики долгое время царил культ стерильности. Ученые, подобно маниакальным домохозяйкам, драили свои сверхпроводники до блеска, изгоняя любую пылинку и примесь. Считалось, что только в кристально чистом материале можно разглядеть заветный квантовый эффект. Однако природа, дама капризная и с чувством юмора, показала язык: в идеально чистых системах сигналы смешивались в такую кучу-малу, что отличить майорановскую моду от обычного электронного шума было решительно невозможно.
И тут российская команда, усиленная коллегами из Сорбонны, решила пойти ва-банк. Как говорил барон Мюнхгаузен: «Умное лицо — это еще не признак ума, господа». Они предположили, что иногда, чтобы навести порядок, нужно немного насорить.
Спасительная соринка в квантовом глазу
Суть открытия проста и гениальна, как всё великое. Физики выяснили, что немагнитная примесь (читай: обычный дефект, за который раньше били по рукам) может работать как отличный вышибала в ночном клубе. ️♂️
Этот «контролируемый дефект» создает энергетический барьер и жестко фиксирует магнитный вихрь на одном месте. В результате обычные, суетливые квантовые состояния, испугавшись барьера, разбегаются кто куда (смещаются по энергии), а гордая майорановская мода остается сидеть в центре, невозмутимая и одинокая. В спектре появляется четкий «нулевой пик», который уже ни с чем не спутаешь.
Дешево, сердито и гениально
Директор Центра квантовых метаматериалов МИЭМ ВШЭ Алексей Вагов с оптимизмом отмечает: «Вместо охоты за уникальными материалами мы делаем ставку на управляемые дефекты». Это же просто песня! Зачем искать философский камень, если можно взять обычный булыжник и правильно его положить? ⚛️
Главное условие — примесь должна быть немагнитной. Магнитная грязь всё испортит (тут уж физику не обманешь), а вот нейтральный «мусор» работает как идеальный разделитель зерен от плевел. Это открывает прямую дорогу к созданию устойчивых кубитов для квантовых компьютеров будущего, причем без использования экзотических и безумно дорогих материалов.
Мораль сей басни
История эта учит нас важнейшей житейской мудрости: не стоит стремиться к стерильному идеалу. Именно наши маленькие недостатки и шероховатости («примеси», если угодно) часто удерживают нас в равновесии, когда весь мир вокруг превращается в хаос. То, что кажется дефектом, на самом деле может стать вашей главной точкой опоры. И, возможно, именно благодаря этой «грязи» мы когда-нибудь построим компьютер, способный разгадать тайну Вселенной.
