Descrizione del progetto
Studio del meccanismo di Higgs nei superconduttori
Il meccanismo di Higgs, altrimenti noto come «ampiezza di Higgs», è un analogo della materia condensata del bosone di Higgs nella fisica delle particelle. Questo fenomeno quantistico visto nei materiali si verifica quando il campo magnetico dei suoi elettroni fluttua in modo simile a quello di un bosone di Higgs. Considerando che dovrebbero esistere in molti sistemi diversi, il rilevamento dei meccanismi di Higgs è sempre una sfida in quanto sono spesso instabili e inclini al decadimento. Tuttavia, altri sistemi possono supportare questi effetti quantistici senza decadere. Lo scopo del progetto HiggS2, finanziato dall’UE, è quello di approfondire ulteriormente un potenziale meccanismo recentemente individuato che rende il meccanismo di Higgs rilevabile dalla spettroscopia Raman. L’attenzione sarà concentrata sullo studio della stabilità del meccanismo di Higgs nei superconduttori 2D. I risultati del progetto forniranno utili spunti sulle proprietà quantistiche dei superconduttori.
Obiettivo
Collective modes are witnesses of their underlying quantum order, such as superconductivity. Experimental observations of the collective amplitude mode of the superconducting state, named the Higgs mode due to its analogy with the high energy particle, are still scarce and controversial, despite being a fundamental outcome of the theory of superconductivity. Besides, many crucial questions remain open, like the mechanism of its observability, its mere existence in two-dimensional or unconventional superconductors, to name a few. Similarly to the Higgs boson, its detection remains a challenge for physicists.
I identified a potential mechanism of observability making the Higgs mode detectable by Raman spectroscopy, based on the interplay between an adjacent quantum order and superconductivity. I propose here to unravel and investigate the full capability of this mechanism, and to develop a new framework for the quest of the Higgs mode. A first objective is to unveil the key ingredients of this observability by diversifying the type of adjacent order. A second objective is to explore the Higgs mode observability and nature in unconventional situations; in exotic superconductors and in the proximity of quantum criticality. As third objective, I change the dimensionality of the systems and investigate the Higgs mode stability in two-dimensional superconductors. I propose to monitor the detectability and nature of the Higgs mode in this careful selection of situations using advanced Raman spectroscopic techniques under extreme conditions at very low temperature, under lattice-density tuning or high magnetic field.
This project will establish definitive examples of the observation and mechanism of observability of the Higgs mode in superconductors, while developing its phenomenology to address major problems at the frontier of quantum materials research, with impact beyond mere superconductivity and even condensed matter.
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.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- scienze naturaliscienze fisichefisica teoreticafisica delle particellebosoni di higgs
- scienze naturaliscienze fisicheelettromagnetismo ed elettronicasuperconduttività
- scienze naturaliscienze fisicheotticaspettroscopia
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Programma(i)
Argomento(i)
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ERC-COG - Consolidator GrantIstituzione ospitante
75794 Paris
Francia