Fortgeschrittene Funktionale Renormalisierung für frustrierte Quantenspinsysteme

• Antragsteller: Dr. Björn Sbierski
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 524270816

Quantenspinsysteme sind weiterhin eines der wichtigsten Forschungsthemen in der Physik der kondensierten Materie. Einerseits liegt dies an den aktuellen experimentellen Fortschritten im Bereich der Festkörperquantenmagneten und der synthetischen Systeme wie zweilagigen Moiré Materialien oder Arrays von Rydberg-Atomen. Auf der anderen Seite gibt es eine stete Fortentwicklung von theoretischen und insbesondere numerischen Techniken die für frustrierte und sogar dreidimensionale Quantenspinsysteme angewandt werden können. Eine dieser Methoden ist die funktionale Renormierungsgruppe (fRG). Der etablierte fRG Ansatz für Spinsysteme nimmt eine Spindarstellung durch Pseudofermionen zur Hilfe und baut dann auf die wohlbekannte fermionische fRG auf. Andererseits wurde kürzlich eine neue Spin-fRG vorgeschlagen welche direkt und ohne Umwege mit den Spinoperatoren arbeiten kann und eine dramatisch gesteigerte Effizienz und Anwendbarkeit auf neue Phänomene wie den Valence-Bond-Kristall oder die chirale Spinflüssigkeit verspricht. Wir werden das Potential dieser Spin-fRG durch eine rigorose numerische Implementierung ausschöpfen und bringen dafür vielseitige Erfahrung aus der Pseudofermion-fRG mit. Unser Arbeitsprogramm findet eine Balance zwischen methodisch-theoretischen Aspekten und Anwendungen auf aktuelle Probleme wie die Niedrigtemperaturphysik des Heisenberg Pyrochlore Modells, die Simulation von Magnetisierungsplateaus oder die Modellierung aktueller Quantensimulationsergebnisse von Rydberg-Arrays.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Jan von Delft