Квантовая физика дала миру много эффектных явлений, которые на первый взгляд кажутся невероятными. Среди них и бозе-эйнштейновский конденсат.

Квантовая физика дала миру много эффектных явлений, которые на первый взгляд кажутся невероятными. Среди них и бозе-эйнштейновский конденсат (БЭК), в котором множество частиц начинают вести себя как одна суперчастица. Удивительно, но оказывается, что БЭК можно получить не только для атомов, но и для магнонов — квантов спиновых волн. Более того, в этом случае он может возникать как при температурах, близких к абсолютному нулю, так и при комнатной температуре, если использовать кристаллы железо-иттриевого граната.

Юрий Михайлович Буньков. Фото из архива Ю. М. Бунькова

Магнонный БЭК — это не просто красивая физика, он обладает целым рядом уникальных свойств, которые делают его привлекательным для науки и технологий. А при комнатной температуре он становится мостом между квантовым миром и реальными устройствами.

— Юрий Михайлович, вы занимаетесь экспериментальными исследованиями сложных квантовых систем. Как всё это начиналось?

— С древних времён было известно несколько, как бы мы сейчас сказали, агрегатных состояний вещества: твёрдое тело, жидкость, газ и огонь. До последнего времени так и считалось, что их четыре, пока вдруг не обнаружили новое состоя-ние вещества — когерентное квантовое состояние. Оно проявляется в нескольких квантовых эффектах: сверхтекучесть, сверхпроводимость, бозе-конденсат и не только. Есть предположение, что Вселенная — это тоже когерентное квантовое состояние того, чего мы ещё, в общем-то, и не знаем. Природа Большого взрыва, тёмная материя и т. д.

Однако для изучения этого состояния нам сначала пришлось получить сверхтекучий гелий-3. А гелий-3 — это комплексная система, потому что там есть и спиновая сверхтекучесть, и массовая сверхтекучесть, и всякие акустические явления. Она очень интересна для квантовой физики, гораздо интереснее, чем простая сверхтекучесть и простая сверхпроводимость.

Но для этого надо было создать в СССР экспериментальную установку, способную охладить гелий-3 до очень низкой температуры — порядка одного микрокельвина. Экспериментальную установку мы делали в Институте физических проблем по поручению Петра Леонидовича Капицы. Он предложил создать такую установку молодёжному коллективу под моим и академика Боровика-Романова руководством.

Когда эта работа начиналась, я был аспирантом. Молодой, коммунальная квартира и так далее и тому подобное. И вдруг меня приглашают в Финляндию на три года делать тот самый эксперимент, который я придумал. Я тогда сказал, что я человек, подвластный Капице, так что пусть Капица и решает, отпускать меня или не отпускать. Финский профессор написал письмо Капице с просьбой отдать меня ему. Капица вызвал меня и сказал: «Юра, вот у вас очень интересная идея, такая интересная, что её никому нельзя отдавать. Почему? Если финны это сделают, все забудут, что это ваша идея, и всё будет принадлежать финнам. Поэтому нужно сделать это здесь, у меня».

Но нужных установок у нас в стране тогда не было. Не было таких низких температур, в этом мы тогда сильно отстали. Я согласился делать установку в Институте физических проблем, но при условии, что мои заказы на изготовление частей установки будут поступать в работу без очереди. И действительно, Капица своё слово сдержал. Я непрерывно конструировал детали установки. В течение трёх лет установка была создана. И она сразу вошла в число нескольких мировых топ-установок сверхнизких температур. Это был 1984 год. На Западе установки такого типа тоже тогда делались примерно за такое же время.

Первым открытием на этой установке стало обнаружение нового сверхтекучего состояния — бозе-конденсации магнонов. Это аналог сверхпроводимости электронов, где вместо них текут магноны — элементарные возбуждения магнитного упорядоченного состояния. То есть переносится не электрический заряд, а магнитный момент атомов гелия-3. За это открытие в 1993 году мы получили Государственную премию Российской Федерации...

№10, 2026