В микромире всегда присутствует шум. Даже в абсолютной пустоте что-то дрожит, и эти квантовые колебания, предсказанные принципом неопределённости Гейзенберга, мешают точным измерениям. Но шум можно «сжать», словно надувной шарик: если стиснуть его с боков, одна сторона станет тоньше, зато другая распухнет. Так общая неопределённость не исчезает, а перераспределяется между сопряжёнными переменными (например, фазой и амплитудой). Именно это сжатие используют на гравитационно-волновых детекторах вроде LIGO, за разработку которых Райнер Вайсс получил Нобелевскую премию.
Теперь физики впервые сжали не свет, а магноны — коллективные волны намагниченности в магнитном материале. Крошечный шарик из иттриевого ферриграната — того же вещества, что стоит в вышках сотовой связи, очищая сигнал — поместили в резонансную камеру и связали с квантовым кубитом. Это позволило настолько точно контролировать колебания, что в шарике в среднем не было и одной полной волны. Специальная техника (рамановское рассеяние) показала: одна сторона шума стала тише на 1 децибел — первое сжатие магнонов в видимом объекте.
Это не просто лабораторный фокус. Сжатые магноны могут стать основой квантовой электроники на магнитных волнах — магноники. Они уже обещают сверхчувствительные датчики для поиска магнитных полей, а в перспективе — сети квантовых процессоров, передающих информацию не током, а волнами намагниченности.
Магнон — это не частица, а квант коллективной волны: одновременно движутся триллионы спинов, как зрители на стадионе, синхронно встающие и садящиеся.