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Nonequilibrium Quantum Matter Coupled To Quantum Light

Projektbeschreibung

Neue Phasen der Materie mit Licht erzeugen und erforschen

Mikroskopische Hohlräume können zu starken Wechselwirkungen zwischen Licht und Materie auf der Quantenebene führen. Hohlraumphotonen können feste Phasen erzeugen, die nicht spontan auftreten, wie Supraleitung und topologische Eigenschaften. Das EU-finanzierte Projekt Q-light-matter will die Eigenschaften von Hohlraumphotonen nutzen, um neue Phasen der Materie zu erforschen und zu konstruieren. Um stark wechselwirkende Elektron-Photon-Systeme zu schaffen, wird es mesoskopische Quantenschaltkreise mit optischen Resonatoren koppeln. Es wird davon ausgegangen, dass aufgrund der Interaktion zwischen starken Elektron-Elektron-Wechselwirkungen und Licht-Materie-Wechselwirkungen neue Materiephasen entstehen werden. Darüber hinaus werden neue theoretische Werkzeuge entwickelt, um die Nichtgleichgewichts-Dynamik von Fermion-Boson-Systemen zu beschreiben.

Ziel

Light-matter interaction is a fundamental physical phenomena that can be used to probe properties of the materials by spectroscopic measurements. However, experimental progress in manipulating light and matter at quantum level opens the possibility of using electromagnetic radiation to control and design material properties, by embedding them into high-finesse optical resonators. Cavity photons could be used to enhance or induce superconductivity, topological properties in electronic materials and to create new quantum phases characterised by new hybrid mixed light-matter quasiparticles. The aim of this project is to use properties of light to probe and engineer new phases of matter. In this project, I will study properties of mesoscopic capacitors and strongly correlated electronic materials coupled to (driven) electromagnetic field of the cavity. In particular, I will focus on creating strongly coupled electron-photon systems in mesoscopic quantum circuits coupled to resonators, on characterising the properties of strongly correlated electronic systems driven by cavity photons and the new phases of matter that can emerge in this context, due to the interplay between strong electron-electron interactions and light-matter coupling. This will require a development of new theoretical tools to study non-equilibrium dissipative fermion-boson systems. Moreover, I will study how one can generate new topological phases of matter with light in the setups based on a strongly correlated electronic material coupled to a (driven) cavity. This projects will be at the interface of mesoscopic physics, strongly correlated electrons and quantum optics, building on my past research experience and the expertise of the host group.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) H2020-MSCA-IF-2019

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Koordinator

COLLEGE DE FRANCE
Netto-EU-Beitrag
€ 184 707,84
Adresse
PLACE MARCELIN BERTHELOT 11
75005 Paris
Frankreich
Region
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 184 707,84