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Engineering and exploring anyonic quantum gases

Obiettivo

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.

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.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

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.

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.

ERC-STG - Starting Grant

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

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-2018-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando
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