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Numerically exact theory of transport in strongly correlated systems at low temperature and under magnetic fields

Description du projet

Descriptions précises de systèmes fortement corrélés à basse température et dans des champs magnétiques

Le transport d’électrons dans les systèmes fortement corrélés (dans lesquels le mouvement d’un électron est fortement influencé par tous les autres électrons) est un sujet clé de la physique de la matière condensée. Les comportements à basse température de ces systèmes sont mal compris. Des méthodes numériques quantiques innovantes pour les corps multiples pourraient apporter un éclairage sur ces questions. Le projet SCLoTHiFi, financé par le CER, utilisera la méthode diagrammatique de Monte Carlo à fréquence réelle, une nouvelle approche numérique prometteuse du problème des électrons multiples. Il produira des résultats numériques exacts pour la résistivité dans de nombreux modèles de réseaux à basse température et en fonction du champ magnétique. Le code sera mis à la disposition du public afin de faire progresser l’ingénierie inverse des matériaux fonctionnels.

Objectif

Transport in strongly correlated materials is one of the central topics in condensed matter physics. Due to major prospects for technological applications, particular attention is paid to the cuprate superconductors, and by association, to kappa-organic materials and moir systems. The last decade has seen great progress in the understanding of the generic high-temperature properties of these systems, largely based on the microscopic yet simplified interacting lattice models. However, there are multiple outstanding questions regarding their low-temperature physics.

The mechanism of the strange-metallic linear-in-temperature resistivity and its relation to superconductivity have so far eluded understanding. There is conflicting evidence for the quantum critical (QC) scenario, which is a common view that there is a zero-temperature QC point hidden behind the superconducting dome on the phase diagram of the cuprates. Recent magnetoresistance measurements in these and other materials contribute to a puzzling phenomenology. The factors that determine the magnitude of the superconducting critical temperature are also poorly understood. Further progress is blocked by the limitations of quantum many-body numerical methods.

To address these questions, we propose to employ a highly promising new approach to the numerical solution of the many-electron problem. It may overcome the long-standing limitations and allow for an unprecedented accuracy and control. The real-frequency diagrammatic Monte Carlo method will yield numerically exact results for the resistivity in a range of lattice models, at low temperature, and as a function of magnetic field. These results will help interpret recent experimental results, set new predictions, and open doors to reverse-engineering of functional materials. The tools we develop will be readily applicable to a wide range of condensed matter physics problems, and we will make all code packages publicly available.

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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Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Institution d’accueil

INSTITUT ZA FIZIKU
Contribution nette de l'UE
€ 1 498 239,00

Bénéficiaires (1)