Description du projet
Sonder les systèmes à corps multiples en interaction, loin de l’équilibre thermique
Le concept d’équilibre thermodynamique est fondamental pour une compréhension moderne des systèmes à corps multiples en interaction. Cependant, les systèmes quantiques isolés de l’environnement remettent en question la sagesse des manuels, car ils ne parviennent pas à atteindre l’équilibre thermique et réussissent à conserver une mémoire de leur condition initiale dans des observables locaux pendant un temps infini. Ce phénomène dynamique qui se produit dans les systèmes quantiques à plusieurs corps isolés est connu sous le nom de localisation à corps multiples. Le projet MBL-Fermions, financé par l’UE, entend améliorer la compréhension de ce phénomène. Il compte étudier la localisation de nombreux corps sur des réseaux inclinés, caractériser les propriétés de localisation à l’aide de fluctuations bipartites et utiliser un simulateur quantique comportant plus de 100 sites de réseaux pour faire progresser les théories sur les systèmes à corps multiples en interaction.
Objectif
The question of how an isolated quantum mechanical system thermalizes is not only significant in condensed matter physics, but it also invokes the intriguing problem of the apparent loss of information in a complex system as it thermalizes. A curious case is when a complex system fails to thermalize altogether -- a phenomenon known as many-body localization (MBL). Here, we propose to use interacting ultracold fermions in a lattice to experimentally study the distinctive properties of MBL using a novel set of observables.
Among the questions in MBL debated intensely today are those concerning the existence of a many-body mobility edge, many-body intermediate phase and localization in higher dimensional lattice systems. Moreover, the striking relation between non-ergodicity and Hilbert space fragmentation is also not fully understood.
In this view, our research objectives include:
[1.] Stark many-body localization and Hilbert space fragmentation. We plan to study MBL in a tilted lattice, i.e. a Stark Hamiltonian and study non-ergodicity resulting from Hilbert space fragmentation.
[2.] Bipartite fluctuations in an MBL system of >100 lattice sites: We propose to characterize the localization properties using bipartite fluctuations which is a proxy for the Entanglement entropy of a 1D lattice.
[3.] Approximate theories for fermionic MBL systems: Due to the exponential Hilbert space dimension of an interacting many-body system, studying their properties numerically is also exponentially hard. We plan to use a quantum simulator with >100 lattice sites develop efficient approximate theories to describe these systems.
The aforementioned projects are easily accessible to the current experimental capability and they will enhance our general understanding of MBL physics. Moreover, they also include a step towards developing ultracold atoms in a lattice into a quantum simulator, capable of solving hard problems.
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.
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.
- sciences naturellessciences physiquesphysique de la matière condensée
- sciences naturellesmathématiquesmathématiques puresalgèbrealgèbre linéaire
- sciences naturellessciences physiquesphysique théoriquephysique des particulesfermion
Vous devez vous identifier ou vous inscrire pour utiliser cette fonction
Programme(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2019
Voir d’autres projets de cet appelRégime de financement
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
80539 MUNCHEN
Allemagne