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Projekt
Zeitumkehr und langreichweitige Quantendynamik in zweidimensionalen Quantenmagneten.
Antragsteller
Professor Dr. Christian Groß
Fachliche Zuordnung
Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
Förderung
Förderung seit 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465199066
In unserem Projekt „Zeitumkehr und langreichweitige Quantendynamik in zweidimensionalen Quantenmagneten“ wollen wir die Quantendynamik außerhalb des Gleichgewichts in hochgradig kontrollierten zweidimensionalen Anordnungen von Quantenspins experimentell untersuchen. Das Spinsystem wird mit Rydberg Atomen in Anordnungen von optischen Pinzetten realisiert. Unsere Ziele bauen auf unseren vorhergehenden Arbeiten auf, ein Protokoll für die Zeitumkehr in diesem System zu implementieren, die in der ersten Phase der Forschungsgruppe verfolgt wurden. Insbesondere werden wir die Zeitumkehr nutzen, um sogenannte "out-of-time-order" Korrelatoren zur Charakterisierung der Ausbreitung von Quanteninformation zu messen. Wir konzentrieren uns dabei auf zwei Ziele: Erstens wollen wir die Stabilität topologischer Eigenschaften, wie die begrenzte Ausbreitung von Quanteninformation in Randzuständen, im Hinblick auf potenziell starke Wechselwirkungen im System untersuchen. Zweitens werden wir die Grenzen der Geschwindigkeit des Quanteninformationstransports in zweidimensionalen Spinsystemen mit dipolaren Wechselwirkungen untersuchen. Diese Kombination aus langreichweitigen Wechselwirkungen und der Dimensionalität des Systems realisiert den interessanten Bereich der schwach langreichweitigen Wechselwirkungen. Hier wird vorausgesagt, dass typische Anfangszustände einen ballistischen Informationstransport aufweisen, aber mathematische Argumente deuten auf die Existenz spezieller Anfangszustände hin, die einen superballistischen Transport zeigen. Beide Ziele werden in enger Zusammenarbeit zwischen unserem experimentell arbeitenden Team und drei theoretisch arbeitenden Teams unserer Forschergruppe verfolgt. Sie werden den Stand der Technik in der experimentellen Kontrolle sowie unser Verständnis des Quantentransports in komplexen höherdimensionalen Geometrien vorantreiben.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
