P2: Floquet-Engineering, Dissipation und Kavitäten im Rahmen von Tensornetzwerken

• Antragsteller: Professor Dr. Christoph Karrasch
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 531215165

Wir entwickeln Tensornetzwerk-Zugänge zum Studium getriebener Systeme mit dem Ziel, neuartige optische Kontrollmechanismen aufzudecken, insb. auch im Hinblick auf Experimente. Unser erstes Ziel ist es, ein besseres fundamentales Verständnis des Zusammenspiels von periodischem Treiben, Dissipation und Wechselwirkungen zu erlangen - kann Dissipation schädliche Aufheizeffekte abmildern, und können neuartige Kontrollmechanismen im Zusammenspiel von Dissipation-Engineering und Floquet-Engineering entstehen? Diese Fragen tragen essentiell zu den Zielen von OPTIMAL bei. Als Startpunkt unserer Untersuchungen dient ein Spinmodell, in welchem man erwarten kann, dass Tensornetzwerke aufgrund geringer Verschränkung optimal einsetzbar sind und nicht-triviale Phasendiagramme im Nichtgleichgewicht aufgestellt werden können. Auf fundamentaler Ebene steht dies in Verbindung mit den phononischen und elektronischen on-chip Floquet-Experimenten, in denen Dissipation eine wichtige Rolle spielt. Während hier anfangs vor allem 2d-Systeme experimentell untersucht werden, sollen gegen Ende der ersten Förderperiode ebenfalls 1d-Systeme in das Zentrum von P6 rücken, womit ein quantitativer Vergleich mit den Techniken möglich wird. In einem nächsten Schritt werden wir komplexere 1d Modelle untersuchen und dabei insb. eine Brücke zu unserem zweiten Ziel schlagen, der Kontrolle von 1d Mott-Systemen wie TiOCl or CuGeO3 durch Kavitäten oder klassisches (Floquet) Treiben. Wir werden dabei bspw. die dynamische Kontrolle mittels klassischen Lichts untersuchen oder den Einfluss einer Kavität auf das Phasendiagramm studieren und so zu den Zielen von OPTIMAL beitragen. Letzteres ist auch direkt relevant für die Experimente. Unser drittes, langfristiges Ziel ist das Studium starker Kopplungen an ein Bad sowie von 2d-Systemen. Hierfür werden wir einen Renormierungsgruppen-Ansatz verwenden; ebenso streben wir (herausfordernde) Tensornetzwerk-Untersuchungen für gemischte Photonen-Phononen-Systeme sowie Systeme in 2d an.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5750: Optische Kontrolle der Quantenmaterie (OPTIMAL)