Real-Frequenz Vier-Punkt-Korrelationsfunktionen zur Untersuchung von inelastischen und nichtlokalen Effekten in stark korrelierten Systemen

• Antragsteller: Professor Dr. Jan von Delft, seit 4/2022
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 403832751

In wechselwirkenden Vielteilchenquantensystemen kann ein Teilchen inelastisch streuen, indem es seine Energie auf ein anderes Teilchen überträgt, und Wechselwirkungen vermitteln Korrelationen zwischen räumlich getrennten Teilchen. Inelastische Streuung und nichtlokale Korrelationen werden theoretisch durch Vier-Punkt-Korrelationsfunktionen erfasst und experimentell durch die Messung dynamischer Eigenschaften, beschrieben durch Funktionen reeller Frequenzen, untersucht. Allerdings war die nicht-perturbative Berechnung von Vierpunktfunktionen reeller Frequenzen bisher schwer zugänglich. Kürzlich haben wir im Rahmen des vorangegangenen DFG-Projekts einen Durchbruch erzielt, durch die Entwicklung einer numerische Renormierungsgruppen-Methode (NRG) zur Berechnung lokaler Vierpunktfunktionen für Temperaturen und Frequenzen---imaginär oder real---aller Größenordnungen, von großen bis zu beliebig kleinen. In dem beantragten Projekt werde ich die neue Methode anwenden, um inelastische Streuung in Quantenstörstellensystemen (supraleitende Schaltkreise und Quantenpunkte) und nichtlokale Korrelationen in stark korrelierten Gittersystemen (Mott-Systeme, Hund-Metalle und Schwere-Fermionen-Materialien) zu untersuchen. Für letztere werden wir effektive Störstellenmodelle betrachten, die durch selbstkonsistente Lösungen der dynamischen Mittelfeldtheorie (DMFT) von Gittersystemen definiert werden, und die Impulsabhängigkeit von Vierpunktfunktionen durch die Verwendung von Feynman-diagrammatischen Behandlungen berechnen. Das Projekt wird untersuchen, wie sich inelastische Streuung und nichtlokale Korrelationen in experimentell beobachtbaren Größen wie Transporteigenschaften, nichtlokalen dynamischen Suszeptibilitäten und Spektren der resonanten inelastischen Röntgenstreuung (RIXS) widerspiegeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Seung-Sup Lee, Ph.D., bis 4/2022