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Engineering and exploring anyonic quantum gases

Ziel

This project enters the experimental investigation of anyonic quantum gases. We will study anyons – conjectured particles with a statistical exchange phase anywhere between 0 and π – in different many-body systems. This progress will be enabled by a unique approach of bringing together artificial gauge fields and quantum gas microscopes for ultracold atoms.

Specifically, we will implement the 1D anyon Hubbard model via a lattice shaking protocol that imprints density-dependent Peierls phases. By engineering the statistical exchange phase, we can continuously tune between bosons and fermions and explore a statistically-induced quantum phase transition. We will monitor the continuous fermionization via the build-up of Friedel oscillations. Using state-of-the-art cold atom technology, we will thus open the physics of anyons to experimental research and address open questions related to their fractional exclusion statistics.

Secondly, we will create fractional quantum Hall systems in rapidly rotating microtraps. Using the quantum gas microscope, we will i) control the optical potentials at a level which allows approaching the centrifugal limit and ii) use small atom numbers equal to the inserted angular momentum quantum number. The strongly-correlated ground states such as the Laughlin state can be identified via their characteristic density correlations. Of particular interest are the quasihole excitations, whose predicted anyonic exchange statistics have not been directly observed to date. We will probe and test their statistics via the characteristic counting sequence in the excitation spectrum. Furthermore, we will test ideas to transfer anyonic properties of the excitations to a second tracer species. This approach will enable us to both probe the fractional exclusion statistics of the excitations and to create a 2D anyonic quantum gas.

In the long run, these techniques open a path to also study non-Abelian anyons with ultracold atoms.

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.

ERC-STG - Starting Grant

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

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

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2018-STG

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