Aleksey Kolmogorov ha scoperto attraverso simulazioni computazionali un meccanismo fondamentale mediante il quale un cristallo di elettroni si trasforma in un liquido all'aumentare della temperatura. Gli elettroni possono cristallizzare se la loro energia cinetica – energia correlata al movimento – a bassa temperatura diventa considerevolmente inferiore alla loro energia potenziale di interazione, che può formare una struttura solida ben ordinata. La fusione avviene quando la temperatura aumenta e l'energia cinetica degli elettroni supera l'energia di legame che tiene insieme la struttura.
La fusione dei cristalli atomici è stata ampiamente studiata per più di cento anni attraverso sia la fisica teorica che gli esperimenti fisici. Al contrario, la ricerca nel campo della fisica dei sistemi elettronici ha da tempo ignorato la cristallizzazione elettronica:gli scienziati credevano che fosse una pura teoria accademica che fosse impossibile da realizzare in dispositivi realistici a causa delle scale caratteristiche molto piccole di tali fenomeni. In particolare, un gas di elettroni confinato a basse temperature in sistemi nanoelettronici semiconduttori come i punti quantici può formare cristalli di elettroni regolari se interagisce sufficientemente con se stesso in virtù della legge elettrostatica di Coulomb. Fu solo quando i ricercatori guidati dal professore di fisica dell'UT Arlington Andrei Manolescu osservarono e visualizzarono la formazione di cristalli elettronici in goccioline quantistiche, che sono oggetti su scala nanometrica nei semiconduttori a basse temperature, che l'interesse della ricerca si spostò verso la fisica di base di come i solidi degli elettroni, analoghi agli atomi regolari che formano cristalli di diamante o silicio che possono resistere alle alte temperature, si comportano sotto riscaldamento.
Kolmogorov, professore associato presso il Dipartimento di Fisica dell'UTA, ha condotto estese simulazioni computazionali della fusione di questi nanocristalli sviluppando metodologie di simulazione avanzate che combinavano simulazioni quantistiche con metodi di dinamica molecolare che descrivono i movimenti di molte particelle classiche interagenti di varie scale fisiche. Tali calcoli ibridi quantistici-classici sono stati implementati su supercomputer paralleli utilizzando tecniche all’avanguardia di calcolo ad alte prestazioni. Hanno rivelato scenari di fusione straordinari, unici per i cristalli elettronici quantistici, a causa di forti effetti quantomeccanici su nanoscala. Per la prima volta, Kolmogorov determinò che invece di trasformarsi da una disposizione cristallina tridimensionale convenzionale di "atomi" elettronici direttamente in un liquido elettronico caotico omogeneo mentre il cristallo veniva riscaldato, subiscono invece riarrangiamenti intermedi in insoliti ordinati parzialmente amorfi e quasi- fasi cristalline con caratteristiche coesistenti di solido e liquido, prima di subire la fusione fino a diventare completamente liquida quando la temperatura diventa ancora più elevata.
