Umgehung des Vorzeichenproblems in Gittereichtheorien mit topologischen Termen (C03)

• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 511713970

Dieses Projekt befasst sich mit der Nutzung von Tensornetzwerken, Quantencomputing und maschinellem Lernen (ML) zur Untersuchung von topologischen Effekten in Gittereichtheorien. Zunächst werden (2+1)-dimensionale Gittereichtheorien mithilfe von Tensornetzwerken und Quantencomputing simuliert, wobei der Schwerpunkt auf kompakter Quantenelektrodynamik (QED) mit einem topologischen Chern-Simons-Term liegt. Ziel ist die Bestimmung des Phasendiagrams und das Verständnis der Implikationen für Probleme aus der Festkörperphysik, beispielsweise die topologische Massenerzeugung und der Quanten-Hall-Effekt. Darüber hinaus wird in Zusammenarbeit mit Projekt C02 ein ML-verbessertes Monte Carlo Verfahren zur Anwendung kommen, um den Chern-Simons-Term in QED zu untersuchen. Langfristige Pläne beinhalten die Erweiterung dieser Methoden auf (3+1)-dimensionale Gittereichtheorien, einschließlich Gitterquantenchromodynamik mit dem θ-Term.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche
• Teilprojekt zu: SFB 1639: NuMeriQS: Numerische Methoden zur Untersuchung von Dynamik und Strukturbildung in Quantensystemen
• Antragstellende Institution: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
• Teilprojektleiterin: Professorin Dr. Lena Funcke