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Topological Matter and Crystal Symmetry: From Microscopic Structure to Phenomenology

Descrizione del progetto

Una teoria di ampio respiro sugli stati topologici della materia

Gli stati topologici della materia sono caratterizzati da sottili strutture nell’entanglement quantistico tra diversi gradi di libertà. Sono necessari nuovi strumenti per analizzarne le proprietà. Il progetto TMCS, finanziato dall’UE, si propone di sviluppare strumenti per identificare, simulare e rilevare sperimentalmente queste strutture/fasi. Il progetto costruirà un’ampia teoria degli stati topologici della materia fortemente correlati in due e tre dimensioni. Utilizzerà la simmetria cristallina non simmorfica come principio organizzativo per identificare i sistemi adatti a ospitare stati di materia frazionati e studiarne l’influenza sugli ordini concorrenti. L’obiettivo finale è creare una comprensione alterata delle fasi topologiche bidimensionali e tridimensionali e sviluppare nuove classi di strumenti analitici e numerici.

Obiettivo

This ERC project will build a wide-ranging theory of strongly-correlated topological states of matter in three dimensions, via analytical, numerical, and phenomenological approaches. It will use non-symmorphic crystal symmetry as an organizing principle to identify systems that are good candidates to host fractionalized states of matter. Via slave-particle mean-field theories used in concert with symmetry analysis, it will provide a systematic classification of different possible spin-charge-separated, topologically ordered, and broken-symmetry states in correlated Mott insulators and heavy-fermion materials. This mean-field study of model Hamiltonians will be wedded to a sophisticated new variational tensor-network scheme for simulating physically-realistic systems. Separately, an analytical classification of gapless ‘U(1)’ quantum spin liquids with emergent photon excitations will be implemented. Variational trial wavefunctions will also be developed to access a new class of interacting 'topological quantum paramagnets’ with gapless edge states.

The symmetry analysis will be coupled to two phenomenological studies. One will examine unconventional surface state properties of topological semimetals, and extend these to the interacting regime. Another will develop a spectroscopic theory for topological matter with symmetry, leveraging results from the parton approach where possible. Experimental input from studies of nematic quantum Hall states and photoemission studies of Weyl semimetals will provide feedback to this effort.

A final thrust of activity will focus on newly-proposed fracton states of matter not captured by usual theories of topological order, and will employ both analytical parton techniques and numerical quantum Monte Carlo simulations.

At its close, this project will deliver a dramatically altered understanding of three dimensional topological phases and provide a new class of analytical and numerical tools as a platform for future studies.

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.
La classificazione di questo progetto è stata convalidata dal team del progetto.

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

Istituzione ospitante

THE CHANCELLOR, MASTERS AND SCHOLARS OF THE UNIVERSITY OF OXFORD
Contributo netto dell'UE

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.

€ 1 499 622,00
Indirizzo
WELLINGTON SQUARE UNIVERSITY OFFICES
OX1 2JD Oxford
Regno Unito

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Regione
South East (England) Berkshire, Buckinghamshire and Oxfordshire Oxfordshire
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

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.

€ 1 499 622,00

Beneficiari (1)

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