Descrizione del progetto
Simulazioni quantistiche pionieristiche con un gas degenere di fermioni e un singolo ione intrappolato
Un sistema composto da molte particelle è molto più di un insieme di singole particelle. Le interazioni tra le particelle possono dare origine a comportamenti collettivi che possono essere estremamente complessi da trasformare in modelli e comprendere. La comprensione di questi problemi non è solo importante a livello fondamentale, ma può anche portare alla creazione di nuovi materiali e tecnologie. I simulatori quantistici, che includono gas ultrafreddi, sono ampiamente utilizzati per studiare le interazioni a molti corpi. Finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, il progetto PlusOne studierà la dinamica di un gas degenere di fermioni, il sistema a molti corpi, con una singola impurità localizzata: un singolo ione intrappolato. Lo studio pioneristico su alcuni dei problemi più importanti della fisica della materia condensata faranno progredire in modo significativo questo campo di ricerca fondamentale.
Obiettivo
The concept of a localized single impurity in a many-body system is at the base of some of the most celebrated problems in condensed matter. The aim of the PlusOne project is to realize the physical paradigm of a single localized impurity in a many-body system to advance quantum simulation of in- and out-of equilibrium many-body physics. Our quantum simulator will consist of a degenerate gas of fermions as a many-body system, with a single trapped ion playing the role of the impurity. The novel design of our atom-ion hybrid system surpasses all the limitations that prevent current systems from reaching full control of atom-ion interactions because it is energetically closed. Using this system, we will characterize atom-ion collisions in the so-far unexplored ultracold regime.
We will use the single trapped ion to induce non-equilibrium dynamics in the many-body system by quenching the atom-ion interactions. This process will cause an entanglement between the many-body dynamics and the ion’s internal state, enabling us to detect the many-body evolution by performing quantum tomography on the ion.
By these means, we will observe the emergence of the Anderson Orthogonality Catastrophe for the first time in the time domain, and investigate the universality of this phenomenon.
Additionally, we will explore the thermodynamics of a system out of equilibrium by measuring the work distribution of a non-equilibrium transformation, and testing the seminal Tasaki-Crooks fluctuation relation for the first time in a many-body system in the quantum regime.
Finally, we will use the single trapped ion as a single atom probe and as a density- and time- correlation detector in a system of atoms loaded in an optical lattice. This achievement will significantly improve current methods for probing many-body physics with ultracold atoms.
Our groundbreaking system will hence inaugurate concrete and decisive advances in the quantum simulation of many-body physics with quantum gases.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
- scienze naturali scienze fisiche fisica quantistica
- scienze naturali scienze fisiche termodinamica
- scienze naturali scienze fisiche fisica atomica
- scienze naturali scienze fisiche fisica della materia condensata gas quantistici
- scienze naturali scienze fisiche ottica fisica dei laser
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Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
ERC-STG - Starting Grant
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) ERC-2014-STG
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
10135 Torino
Italia
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.