Opis projektu
Badanie interakcji cząstek w ultrazimnych gazach
Ultrazimne atomy w sieci optycznej zapewniają jedyne w swoim rodzaju podejście do badania kwantowych układów wielu ciał, które dotychczas mogły być badane wyłącznie przy użyciu doświadczalnych układów skondensowanej materii. To nowe podejście noszące nazwę symulacji kwantowych oferuje możliwość generowania materiałów o egzotycznych stanach. W symulacjach kwantowych pomijano dotychczas interakcje w ultrazimnych gazach, wiążąc każdą zaobserwowaną ilość ze stanami pojedynczej cząstki. Badacze z finansowanego ze środków UE projektu LATIS zamierzają doprowadzić do powstania silnie skorelowanych stanów topologicznych w ultrazimnych gazach poprzez manipulowanie niewielkim zespołem atomów w sieci optycznej. Wykorzystując najnowsze osiągnięcia z zakresu inżynierii topologicznych struktur pasmowych w sieciach optycznych, zespół projektu LATIS zbada zjawiska fizyczne leżące u podstaw interakcji cząstek w ultrazimnych gazach z niespotykaną dotąd dokładnością.
Cel
The LATIS project builds on the latest advances in addressing individual atoms and engineering topological band structures in optical lattices, in view of exploring the rich physics of interacting topological matter with unprecedented control. Ultracold topological matter has recently emerged as a central theme in the realm of quantum gases. By manipulating ultracold atoms in optical lattices, various experimental groups have realized a variety of topological band structures and detected their characteristic features. Creating topological matter with ultracold atoms offers a novel view on intriguing phenomena initially discovered in the solid state but also allows for the realization of exotic states that are inaccessible in real materials. This quantum-simulation approach to topological matter generates a constructive synergy between theoretical developments driven by curiosity and concrete technological applications. Until now, ultracold topological matter has been explored in the non-interacting regime of quantum gases, so that the observed quantities are associated with single-particle states. However, exciting avenues would become accessible upon combining engineered band structures with tunable interactions. This scenario would provide a concrete path towards the experimental realization of strongly-correlated topological states in ultracold gases. A promising path to create and address such states consists in manipulating a very small ensemble of atoms within a few lattice sites of an optical lattice, as now made possible by quantum gas microscopes. This setting would allow for unprecedented control over strongly-correlated topological matter, hence offering a unique framework for many-body quantum physics. The results emanating from the LATIS project will have a substantial impact on a wide scientific community working on quantum geometry and topological states of matter, with direct consequences for ongoing experiments on synthetic topological systems.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
ERC - Support for frontier research (ERC)Instytucja przyjmująca
1050 Bruxelles / Brussel
Belgia