首次可视化液氦上的电子动力学

由兰卡斯特大学领导的一个国际团队发现了电子在外力驱动下如何在量子表面快速来回滑动。

该研究发表在Physical Review B上，首次实现了液氦上电子运动的可视化。

由 Kostyantyn Nasyedkin(现在橡树岭国家实验室)在 Kimitoshi Kono(现在台湾阳明交通大学)实验室进行的实验在日本 Riken 进行，检测到频率随时间变化的异常振荡。虽然不清楚电子是如何在低温恒温器底部的黑暗和极冷环境中移动的，但很明显，时间变化与在生命系统中看到的非常相似。

河野教授说：“在非常低的温度下，液氦的表面是一个异常光滑的地方。那里发生了有趣的事情，这很重要，因为在氦表面使用电子进行量子计算的潜力。

“这样的电子很容易移动，因为下面是光滑的表面，上面是真空，没有什么可以减慢它们的速度。”

Riken 数据在兰卡斯特大学使用 Aneta Stefanovska 教授及其团队开发的方法进行了分析，主要用于生物学应用。Lancaster 博士生 Hala Siddiq(现就读于沙特阿拉伯吉赞大学)应用了这些方法。她和她的首席导师 Stefanovska 教授与 Riken 的团队和 Lancaster 的低温物理学专家 Dmitry Zmeev、Yuri Pashkin 和 Peter McClintock 合作解释了结果。

这项工作使电子运动可视化，展示了它们如何在液体表面上方的真空中以部分圆形和部分径向运动模式滑动。Siddiq 的分析揭示的另一个复杂情况是表面本身在上下垂直运动中轻轻移动。此外，她的结果表明了量子力学和经典动力学的结合。

Stefanovska 教授说：“了解这些特征对于物理学、生命科学甚至社会学等广泛领域的实际应用非常重要。也就是说，它们为非孤立系统的物理学和非自治系统的数学提供了一个范例。此外，该实验模型可用于以非常可控的方式研究生命系统和类似技术或社会系统的特性。”