Skip to main content
Przejdź do strony domowej Komisji Europejskiej (odnośnik otworzy się w nowym oknie)
polski pl
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Topological Matter and Crystal Symmetry: From Microscopic Structure to Phenomenology

Opis projektu

Szeroko pojęta teoria topologicznych stanów materii

Topologiczne stany materii charakteryzują się subtelnymi strukturami w kwantowym splątaniu pomiędzy różnymi stopniami swobody. Do analizy ich właściwości potrzebne są nowe narzędzia. Celem finansowanego ze środków UE projektu TMCS jest opracowanie narzędzi do identyfikacji, symulacji i eksperymentalnego wykrywania tych struktur/faz. W ramach projektu zostanie sformułowana szeroka teoria silnie skorelowanych topologicznych stanów materii w dwóch i trzech wymiarach. Zespół projektu wykorzysta niesymorficzną symetrię kryształu jako zasadę organizującą w celu zidentyfikowania systemów, które są odpowiednimi kandydatami do przyjęcia frakcjonowanych stanów materii i zbadania jej wpływu na konkurujące porządki. Ostatecznym celem jest uzyskanie odmiennego zrozumienia dwu- i trójwymiarowych faz topologicznych oraz opracowanie nowych klas narzędzi analitycznych i numerycznych.

Cel

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.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Słowa kluczowe

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

ERC-STG - Starting Grant

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) ERC-2018-STG

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Instytucja przyjmująca

THE CHANCELLOR, MASTERS AND SCHOLARS OF THE UNIVERSITY OF OXFORD
Wkład UE netto
€ 1 499 622,00
Adres
WELLINGTON SQUARE UNIVERSITY OFFICES
OX1 2JD Oxford
Zjednoczone Królestwo
Region
South East (England) Berkshire, Buckinghamshire and Oxfordshire Oxfordshire
Rodzaj działalności
Higher or Secondary Education Establishments
Linki
Koszt całkowity
€ 1 499 622,00

Beneficjenci (1)