Description du projet
De nouveaux horizons sur les systèmes à corps multiples 1D à forte interaction
Les expériences sur les atomes ultrafroids étudient les propriétés et les comportements de petits ensembles d’atomes, appelés systèmes à corps multiples, refroidis aux températures les plus basses de l’univers. Ces systèmes laissent entrevoir de nouvelles perspectives pour le mouvement mécanique entièrement quantique, et leur contrôle ouvre la voie aux machines thermiques quantiques. La simulation numérique de la dynamique hors équilibre dans de tels systèmes reste un défi. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet TNTCSA développe une nouvelle technique numérique pour simuler la dynamique quantique dans des modèles 1D continus et à forte interaction. Son application aux expériences d’atomes ultrafroids à la fois en équilibre et hors équilibre pourrait soutenir la conception d’une machine thermique à champ quantique.
Objectif
One of the central research problems in theoretical physics is the dynamics of quantum many-body systems. A challenging open problem is the numerical simulation of out-of-equilibrium dynamics in continuous strongly-interacting models of quantum field theory, which in contrast to lattice models remain hard to study. This has recently become a pressing task, due to rapid advances in ultra-cold atom experiments that have achieved a realisation of the sine-Gordon model, a one-dimensional quantum field theory exhibiting topological excitations.
The proposed research aims at:
1. The development of a new numerical technique to be named “Tensor Network Truncated Conformal Space Approach” (TNTCSA) for the numerical simulation of quantum dynamics in continuous one-dimensional and strongly-interacting models of significant experimental interest. The method will be built upon the standard TCSA method optimised by using an efficient adaptive truncation scheme, based on Tensor Network techniques also used in the Density Matrix Renormalisation Group and Matrix Product State methods.
2. The application of the new method for the simulation of the above mentioned ultra-cold atom experiments, both in and out of equilibrium. We will compute theoretical predictions for equilibrium and dynamical correlations of the quantum sine-Gordon model and compare with experimental data to obtain a precise modelling of the experimental system.
3. Building upon this, we will devise a blueprint for experimentally realising a quantum field thermal machine, whose operation will be based on the application of controllable space and time dependent external potentials.
The new method is expected to have applications in a broad range of physics areas from particle physics to statistical mechanics and atomic physics.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Mots‑clés
Programme(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2020
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
14195 Berlin
Allemagne