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CORDIS - Résultats de la recherche de l’UE
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Non-Hermitian Topological Physics in Grand Canonical Photon Lattices

Description du projet

Matériaux photoniques reconfigurables avec de nouveaux états topologiques

Les systèmes réels ne sont jamais vraiment isolés de leur environnement, ils échangent constamment de la matière ou de l’énergie. Nous ignorons dans une large mesure comment l’environnement affecte les états topologiques protégés. Le projet TOPOGRAND, financé par l’UE, étudiera l’ouverture des systèmes non hermitiens susceptibles de fournir des moyens fondamentalement inédits de créer de nouveaux états topologiques de la matière. Les chercheurs développeront une nouvelle plateforme expérimentale de synthèse de matériaux topologiques non hermitiens. TOPOGRAND proposera une approche totalement nouvelle de la topologie, offrant la possibilité de créer des matériaux photoniques reconfigurables dotés d’une protection topologique, simplement en contrôlant l’environnement. Cette plateforme permettra aux chercheurs de sonder les liens émergents entre la photonique, les systèmes de matière condensée et l’informatique quantique, et d’émuler des systèmes topologiques à température finie.

Objectif

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.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2021-STG

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Institution d’accueil

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITAET HEIDELBERG
Contribution nette de l'UE
€ 927 500,00
Adresse
SEMINARSTRASSE 2
69117 Heidelberg
Allemagne
Région
Baden-Württemberg Karlsruhe Heidelberg, Stadtkreis
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 927 500,00

Bénéficiaires (2)