近日，北大应用物理与技术研究中心刘杰老师的课题小组，通过详细的数值计算和理论分析，发现了电子与母核之间的库仑长程相互作用对双电离电子动量关联谱finger（手指形）结构的形成的决定性作用。并通过在亚阿秒时间尺度上追踪电子的运动轨迹，成功地揭示了实验观测到的finger结构之谜背后的微观物理机制：双电离电子动量关联谱中的finger结构是库仑作用辅助的电子碰撞所留下的“手印”。这项结果发表在12月5日出版的美国权威物理学期刊《物理评论快报》（PRL）上。

超短超强激光脉冲引起的原子分子非顺序双电离现象一直是一个国际前沿研究课题, 是从单个原子尺度研究电子关联的平台。早期实验认为，电子间的关联体现在从同一个原子电离出来的两个光电子倾向于以相同速度沿场的同一方向发射, 从而在动量关联谱中聚集出两个鸡蛋形的亮斑。随着实验精度的提高，发现动量关联谱实际上表现为finger结构，但物理机制不清楚。过去的研究中方法中，纯量子方法由于计算量远远超出现有计算机性能而不被采用;纯经典方法由于忽略了量子隧穿等重要物理效应, 同时为了避免自发电离等非物理现象, 需要引进屏蔽因子, 导致理论结果往往不同于实验观测。经过多年的实践探索，刘杰老师课题小组发展了一套半经典模型, 巧妙地将量子隧穿和经典再散射结合起来。利用半经典模型，通过详细的数值计算和理论分析，他们发现电子与母核之间的库仑长程相互作用对finger结构的形成起到了决定性作用， 同时在亚阿秒时间精度上追踪电子的运动轨迹，从而揭示了finger结构背后的微观物理机制。本项结果揭开了实验上所观测到电子动量关联谱的奇异finger结构之谜。为进一步的理论研究和实验探索打下了基础。