基本物理现象的实验发现是罕见的事件。然而，斯科尔科沃科学技术研究所的物理学家与欧洲科学组织的同事一起，设法通过实验证明了其中一种现象——非平稳相滑效应。它有望与约瑟夫森效应一样有前途，因此我们拥有了电压标准和超灵敏的磁场检测器。

微波辐射作用下的伏安特性。上图显示了 IDC = 2e fn 时直流电流流经导线的阶跃。在微分电导率的下部彩色图上，台阶的位置显示为整数 n 处的浅水平线。

该研究发表在《自然》杂志上。这种效应表现为在微波辐射的作用下形成流过超导纳米线的电流阶梯。由超导体制成的纳米线对磁通量量子起到隧道势垒的作用，就像约瑟夫森结（两个超导体之间的薄绝缘层）作为电荷的隧道势垒一样。

从经典物理学的角度来看，这样的跃迁与电路的完全中断没有区别，但量子力学隧道效应允许电流在没有任何阻力的情况下流过这样的间隙。同样，在经典物理学中，磁通量不能“跳过”导线（超导体屏蔽磁场），但由于量子力学定律，它可以“穿过”导线。

约瑟夫森跃迁是 1962 年由英国物理学家布赖恩约瑟夫森预测的。由于这项工作，这位科学家于 1973 年获得了诺贝尔奖。

使用非平稳相滑效应有望与约瑟夫森效应一样有前景。例如，基于约瑟夫森结，制造了超灵敏磁场探测器，用于研究大脑中非常微弱的磁场。这些触点的另一个实际应用是基于这样一个事实，即流过它们的电流可能不会平滑变化，但如果触点受到微波辐射的照射，则会形成电压阶跃。

基于最后一个效应，称为夏皮罗步骤，量子计量学是基于：今天，伏特标准不是在测量和重量室中的任何化学电池的帮助下确定的，而是在基于约瑟夫森触点的设备的帮助下确定的。并且在非平稳相干相滑效应的基础上，将有可能制定一个量子安培标准。

“这使得实现前所未有的精确度成为可能，因为这两种效果的每一步的大小都是由自然的基本规律决定的：原则上，它不依赖于材料或外部条件：主要是存在超导性，”该研究负责人奥列格·阿斯塔菲耶夫（Oleg Astafiev）在谈到这一发现的意义时评论道。

由 Skoltech 教授和 MIPT 人工量子系统实验室负责人 Oleg Astafiev领导的一个国际小组在《自然》杂志上发表了一篇文章，他们在其中描述了为数不多的基础物理学尚未实现的效应之一，该效应迄今为止处于“理论上预测”——非平稳相滑效应，它以超导纳米线中的反向夏皮罗阶跃的形式表现出来：在电流-电压特性中，电流阶跃是随着电压的变化而形成的，而电压阶跃则相反。约瑟夫森结上众所周知的夏皮罗效应。

尽管来自莫斯科国立大学的苏联物理学家 Konstantin Likharev、Alexander Zorin 和 Dmitry Averin 早在 1990 年就预测到了这种台阶的出现，但在很长一段时间内都无法在实践中直接观察到。由 Oleg Astafiev 领导的一个国际科学家小组在他们的工作中使用了一种新方法。成功的关键在于正确的纳米线材料——氮化铌薄膜——以及特殊且不寻常的电路：在纳米线旁边，紧凑的微米级电感元件由相同的材料制成。

对夏皮罗倒退的观察不仅仅证实了这一基本物理现象的存在。它还为创建新型设备开辟了道路，这在基础科学研究和新设备的创建中都需要，特别是在当前的计量标准中。