2026年10月1日——在实验量子与材料科学领域，核心目标之一是见证、研究并最终控制原子和亚原子粒子之间的相互作用。尽管这些行为发生在如此微小的尺度上，且快速而短暂，但它们构成了从半导体研究到量子计算等多个领域中一些最前沿技术的基础。

加州大学圣塔芭芭拉分校机械工程教授 Bolin Liao 一直致力于捕捉量子材料中的这些行为，直接观测某些此前只能通过理论和计算来理解的现象。要对这些微小现象成像是一项艰巨任务。但通过将扫描电子显微镜的纳米级空间分辨率与超快激光的皮秒级时间分辨率结合起来，Liao 和他的团队开发出了美国为数不多的扫描超快电子显微镜（SUEM）之一。他们的 SUEM 能够拍摄半导体材料中光激发能量传输的“电影”。

如今，Liao 准备将这项技术提升到新的水平。作为戈登与贝蒂·摩尔基金会2026年 Experimental Physics Investigators 之一，Liao 将获得关键支持，以推动扫描超快电子显微镜从成像技术发展为实验平台。

“这是摩尔基金会提供的一个绝佳机会，”Liao 说，并补充说，他对这个自己最引以为傲的项目之一获得支持感到“非常兴奋”。Liao 与其他20名研究者一起，将在五年内获得135万美元，以加速他们的研究突破。

“如今已有近100名研究者投入工作，我们正看到这项计划有望促成的那种大胆、原创的科学，”Experimental Physics Investigators Initiative 项目主任 Theodore Holdapp 说。“从一开始，我们的目标就是通过给予杰出的中期职业科学家联邦资助很少能提供的灵活、持续支持，来加速实验物理前沿的进展。这种自由让他们能够开展高风险、高回报的实验，并在研究结果引导他们走上新路径时继续追随想法。”

Liao 的项目将聚焦于极化激元（polaritons），这是光子（光）与物质相互作用时形成的光致激发。这里的物质以原子级薄材料的形式出现，其电子可以自由相互作用。

“我们将研究电子如何在真空中与光子‘对话’，”Liao 说。他解释说，一般来说，尽管电子和光子是人们最常遇到的粒子，但它们在真空中并不会相互作用。然而，通过策略性地引入量子材料作为中介，就有可能打破这一障碍。 

“如果我们把材料设计得当，实际上就可以在它们之间诱导出各种相互作用，”Liao 说。“我认为这将是一个非常令人兴奋和有趣的项目。”

据摩尔基金会称，这项研究“有潜力研究莫尔体系”——一种由二维材料层构成的构型，能够产生新的、有前景的电子特性——“以及其他非平衡现象，同时为纳米级电子光学、量子相干测量和电子束控制方面的进展奠定基础。”