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Non-Hermitian Topological Physics in Grand Canonical Photon Lattices

Projektbeschreibung

Rekonfigurierbare Photonikwerkstoffe mit neuen topologischen Zuständen

In der echten Welt existierende Systeme sind nie wirklich von ihrer Umgebung isoliert, sondern tauschen stets Materie oder Energie mit ihr aus. Wie sich die Umwelt auf topologisch geschützte Zustände auswirkt, ist bisher noch weitgehend unerforscht. Das EU-finanzierte Projekt TOPOGRAND wird die Offenheit nichthermitescher Systeme untersuchen, die grundlegend neue Wege zur Erzeugung neuartiger topologischer Zustände der Materie weisen können. Die Forschenden werden eine neue experimentelle Plattform zur Synthese nichthermitscher topologischer Materialien entwickeln. TOPOGRAND wird einen völlig neuen Topologieansatz einführen, der die Möglichkeit der Erschaffung rekonfigurierbarer Photonikwerkstoffe mit topologischem Schutz bietet, indem einfach die Umgebung kontrolliert wird. Dank dieser Plattform werden die Forschenden die sich abzeichnenden Querverbindungen zwischen Photonik, aus kondensierter Materie bestehenden Systemen und Quanteninformationsverarbeitung erkunden sowie topologische Systeme bei endlicher Temperatur nachbilden können.

Ziel

Topology is a powerful paradigm for the classification of phases of matter. One of its direct manifestations in the widely studied Hermitian systems, which are isolated from the environment, are robust states that emerge at the interfaces between matter with distinct topological order. Real systems, however, are never truly isolated from their surroundings and the influence of the environment on the topologically protected states remains to a large extent unknown. Even more importantly, understanding and controlling the openness of non-Hermitian systems can provide fundamentally new ways to create novel topological states of matter. TopoGrand will realise a new experimental platform to synthesise non-Hermitian topological materials. It will employ a room-temperature photonic platform combining nanostructured optical microcavities with a molecular medium, to achieve non-Hermitian topological lattices of photon condensates. The system will feature tuneable openness that is unique among other presently available experimental platforms: a controlled flux of excitations via spatially selective pumping and loss, energy dissipation at variable rates, and coherence modified by grand canonical reservoirs. New physics will be accessed in the course of this work: TopoGrand will demonstrate genuine non-Hermitian topological phases and edge states without a Hermitian counterpart. Specifically, we will test the emergence of interface states at a topological phase boundary and their robustness against lattice disorder, as well as reservoir-induced fluctuations. The project presents a completely new approach to topology, which will allow us to create reconfigurable photonic materials with topological protection simply by controlling the environment. With the novel toolbox, I will explore the emerging links between photonics, condensed matter systems and quantum computing, and emulate finite-temperature topological systems, which are at the forefront of research in quantum physics.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2021-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITAET HEIDELBERG
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 927 500,00
Adresse
SEMINARSTRASSE 2
69117 Heidelberg
Deutschland

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Region
Baden-Württemberg Karlsruhe Heidelberg, Stadtkreis
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 927 500,00

Begünstigte (2)

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