Description du projet
De nouvelles approches théoriques pour décrire la matière quantique hors équilibre
La matière est composée d’un nombre énorme de particules quantiques dont la dynamique est souvent régie par des interactions. Malgré cette complexité exceptionnelle, lorsqu’un objet macroscopique est proche d’un état d’équilibre, ses propriétés brutes sont parfaitement décrites par un ensemble assez simple d’équations macroscopiques: les lois de la thermodynamique. Un des défis majeurs de la physique théorique est de concevoir une description quantitative de la matière lorsqu’elle se trouve loin de tout état d’équilibre. Le projet BRICDOQ, financé par l’UE, entend comprendre comment et quand la mécanique statistique de l’équilibre émerge de la dynamique cohérente des systèmes quantiques fermés et expliquer la structure mathématique fondamentale qui se cache derrière les caractéristiques universelles de cette dynamique. Pour atteindre ses objectifs, le projet élaborera de nouvelles méthodes pour décrire la dynamique en temps fini des systèmes quantiques à plusieurs corps en utilisant les cas extrêmes de systèmes «intégrables» et «chaotiques» comme points de départ. L’idée est de caractériser quantitativement la dynamique en identifiant des modèles paradigmatiques qui peuvent être résolus avec précision.
Objectif
The proposal tackles fundamental open questions about out-of-equilibrium quantum matter that have recently become of experimental and technological relevance. The main objectives are: (i) Understand how, and when equilibrium statistical mechanics emerges from the coherent dynamics of closed quantum systems. (ii) Explain the fundamental mathematical structure underlying universal dynamical features. I will address these issues by developing an overarching description of finite-time dynamics based on integrable and chaotic systems. The idea is to characterise quantitatively the dynamics by pinpointing paradigmatic exactly solvable models. The exact solutions of these models will also help to elaborate new analytical and numerical techniques. The proposal encompasses two main parts: WP1-2. WP1 is devoted to integrable systems. These are systems with a macroscopic number of local conservation laws. They play a key role in understanding out-of-equilibrium quantum matter because their dynamics is sufficiently constrained to be, to some extent, solvable. I will devise a general method for describing their large but finite time dynamics. In particular, I will characterise their approach to the asymptotic (generalized) hydrodynamic regime which I recently helped to identify. WP2 focusses on maximally chaotic systems, i.e. systems without local conservation laws. These systems are interesting because are able to model several generic dynamical features. I will characterise the maximally-chaotic dynamics in any spatial dimension using “dual-unitary quantum circuits”, a class of solvable periodically-driven systems that my collaborators and I recently introduced.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- sciences naturellessciences physiquesphysique quantique
- sciences naturellessciences physiquesmécanique classiquemécanique statistique
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Programme(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2019
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
OX1 2JD Oxford
Royaume-Uni