Synthetische Eichfelder und Wechselwirkungseffekte

• Antragstellerin: Professorin Karyn Le Hur, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277974659

Die Suche nach topologischen Zuständen ist seit mehreren Jahrzehnten eine immense Herausforderung. Die Realisierung des Quanten-Hall und des Quanten-Spin-Hall Effekts sowie des Haldane Modells hat zu allgemeinen Theorien und Modellen topologischer Isolatoren und Supraleiter geführt, sowie beispielsweise zu magnetischen Systemen mit Majorana-Fermionen. Das Hauptziel dieses Projekts ist es, neue topologische Zustände in Anwesenheit von Wechselwirkungen zu finden und zu charakterisieren, sowie reale Anwendungen in ultrakalten Atomen durch Implementierung künstlicher Eichfelder in optischen Gittern vorzuschlagen. Wir werden das Verhalten von Fermionen und Bosonen in schwach wechselwirkenden und stark korrelierten Regimes untersuchen, insbesondere das Auftreten von Mott-Physik mit interessanten magnetischen Eigenschaften und von fraktionalen Quanten-Hall Phasen. Wir betrachten zwei neue Plattformen im Zusammenhang mit topologischen Proximity-Effekten an Grenzflächen und in Hybrid-Systemen. Das Projekt für die zweite Finanzierungsphase ist in vier Klassen unterteilt, die unsere Kollaborationen im Rahmen der Forschungsgruppe demonstrieren: topologische Leiter- und Drahtmodelle, wechselwirkende topologische Phasen und topologische Proximity-Effekte in quasi-zweidimensionalen Systemen, topologische Charakterisierung und neue Detektionsmethoden, sowie zeitabhängige Phänomene und Licht-Materie Wechselwirkung. Wir werden methodische Fortschritte im Bereich quantenfeldtheoretischer Techniken und stochastischer Ansätze anstreben, komplementiert durch numerische Methoden. Zur Untersuchung zeitabhängiger Systeme in Anwesenheit von Wechselwirkung werden stochastische Zugänge und semiklassische Analysemethoden mit numerischen Diagonalisierungsverfahren und effektiven Floquet-Theorien verglichen werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2414: Artificial Gauge Fields and Interacting Topological Phases in Ultracold Atoms
• Internationaler Bezug: Frankreich