Entwicklung der Theorie von Spin-Ladungs-Trennung jenseits des linearen Regimes

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Oleksandr Tsyplyatyev
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 461313466

Ziel dieses Projektes ist es, eine Theorie der Spin-Ladungs-Trennung jenseits des linearen Regimes zu entwickeln. Das lineare Regime dieses Phänomens ist aus der Theorie der Luttinger-Flüssigkeit bekannt. Dabei trennt sich der Spin des Elektrons von seiner Ladung durch die Entstehung kollektiver Moden, die entsprechenden Spin- und Ladungsdichtewellen weisen dann unterschiedliche Schallgeschwindigkeiten auf. Dieser Effekt wurde in Halbleiter-Quantendrähten direkt beobachtet, und somit wurde ein emergenter Mechanismus für Deconfinment der fundamentalen elektronischen Eigenschaften in Vielteilchenensysteme erfolgreich bestätigt. Der natürliche Fortschritt der experimentellen Arbeit erreicht nun einen Zustand, der Zugang zu diesem Effekt im nichtlinearen Regime gewährt. Daher ist ein theoretisches Verständnis dieses Regimes wünschenswert. Da die herkömmliche Theorie der Luttinger-Flüssigkeiten nur für lineare elektronische Anregungen gültig ist und durch nichtlineare Korrekturen zusammenbricht, fehlt es bisher aber an einer Beschreibung der Spin-Ladungs-Trennung in nichtlinearen eindimensionalen Systemen. Folglich ist das Hauptziel dieses Projektes die Entwicklung eines mikroskopischen Zuganges zur Berechnung der Korrelationsfunktionen für Spin-Ladungs-getrennte Systeme im nichtlinearen Regime in einer Dimension, was mithilfe des Bethe-Ansatzes und Feld-Theorie Methoden, die im nichtlinearen Regime verwendbar sind, erreicht werden soll. Ein weiteres Ziel dieses Projektes ist es, die hier neuentwickelten Methoden zu benutzen, um die Spektralfunktion und die Besetzungszahlen zu berechnen, wodurch die Erscheinungsform der Spin-Landungs-getrennten Moden abseits der Fermi-Energie bestimmt wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Kooperationspartner: Professor Dr. Christopher Ford