Kritische Phänomene im Bulk und auf dem Rand von verallgemeinerten Quantenantiferromagneten

• Antragsteller: Dr. Francesco Parisen Toldin
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie ; Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 414456783

Kritische Phänomene an den Rändern endlicher Systeme sind eine ergiebige Quelle interessanter physikalischer Phänomene, die zu zahlreichen experimentellen und theoretische Untersuchungen geführt haben. Im Falle der Existenz von Oberflächen oder allgemeiner eines Randes, sagt die Renormierungsgruppentheorie vorher, dass jede Universalitätsklasse, die das kritische Verhalten des Volumensystems bestimmt, in mehrere Randuniversalitätsklassen aufspaltet, was zu einem sehr komplexen Phasendiagramm führt. Kritische Phänomene am Rand haben in letzter Zeit wieder an Aufmerksamkeit gewonnen. Dies ist auf Fortschritte in der konformen Feldtheorie, auf Verständnisse von topologischen Phänomenen, sowie auch auf Resultate aus dem letzten Bewilligungszeitraum dieses Projektes zurückzuführen. Aufbauend auf diese Fortschritte schlagen wir hier vor, die Untersuchung kritischer Oberflächenphänomene in der dreidimensionalen O(N)-Universalitätsklasse mit Hilfe von Monte-Carlo-Simulationen fortzusetzen. Eine verwandte Forschungsrichtung betrifft die Untersuchung eines symmetriebrechenden Liniendefekts, der in einem kritischen dreidimensionalen System eingebettet ist; für den Ising-Fall (N=1) haben wir bereits das Auftreten eines neuartigen kritischen Exponentes, assoziiert mit dem Defekt, gezeigt. Schließlich schlagen wir in einer dritten Forschungsrichtung, die auch durch aktuelle Rastertunnelmikroskopie-Experimente an Adatomen motiviert ist, vor das kritische Verhalten einer Quantenspinkette zu untersuchen, die an ein kritisches zweidimensionales Quantenspinmodell gekoppelt ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Professor Dr. Maxim A. Metlitski