倾斜磁场中液氦表面电子的运动量子态

Jaynes-Cummings 模型（JCM）作为量子电动力学的范式之一，被引入用以描述光与虚构二能级原子的相互作用。近来有建议指出，JCM 哈密顿量可用于描述束缚在液氦表面并受相对于表面倾斜的恒定均匀磁场作用的电子的运动态 [Yunusova 等 Phys. Rev. Lett. 122, 176802 (2019)]。在此情形下，电子的表面束缚（Rydberg）态通过倾斜磁场的面内分量与电子回旋运动耦合。本文中，我们从理论与实验两方面研究了倾斜磁场中表面电子的谱学性质，并证明此类系统展现出原子与分子系统光修饰态所共有的多种现象。这表明液氦上的电子实现了一个原型原子系统，其中各组分间的相互作用可通过简单手段以高精度进行设计与控制，因而有望作为量子实验的新型灵活平台。我们的工作将液氦电子这一纯凝聚态系统引入原子、分子与光物理的语境中。