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Supersolids and Beyond: Exploring New States of Matter with Laser-Cooled Dipolar Molecules

Descrizione del progetto

Rivolgersi alle molecole, invece che agli atomi, per esplorare il mondo esotico dei supersolidi

La natura nel mondo microscopico governato dalla meccanica quantistica può comportarsi in modi molto diversi dall’esperienza quotidiana. Combinando le proprietà di un fluido privo di attrito e di uno stato cristallino, i supersolidi sono un esempio lampante. L’esistenza di questo stato esotico della materia è stata dimostrata sperimentalmente nel 2019 attraverso lo studio del comportamento degli atomi magnetici a temperature prossime allo zero assoluto. L’obiettivo del progetto NEWMAT, finanziato dall’UE, è di stabilire una nuova piattaforma sperimentale per studiare le proprietà dei supersolidi. Invece di atomi magnetici, i ricercatori studieranno molecole che sono oggetti quantistici molto più complessi e possono quindi fornire una visione completamente nuova delle proprietà dei supersolidi. Utilizzando tecniche per immagini ad alta risoluzione, essi osserveranno e controlleranno i processi rilevanti a livello di singole molecole.

Obiettivo

Quantum mechanics becomes most fascinating when its counterintuitive phenomena are observable on a macroscopic scale. The goal of this project is to realize and study novel states of matter that are paradigmatic examples of such behaviour.

My primary focus is the paradoxical supersolid state of matter, which combines the crystal structure of a solid with the frictionless flow of a superfluid. The very existence of this state has been debated intensively for over 60 years. After decades of inconclusive efforts in helium, I have recently observed evidence for this state in magnetic quantum gases. This discovery has raised a plethora of new questions, which can be addressed with neither magnetic atoms nor helium, and thus require fundamentally new experimental approaches.

In this project I will use laser-cooled dipolar molecules to explore supersolidity far beyond the state of the art. Starting from an ultracold gas of molecules, I will study - from few to many-body - long-discussed scenarios for supersolidity. The use of flexible optical potentials will allow me to investigate the role of doping, defects, dimensionality and disorder on the formation and dynamics of a supersolid. By using high-resolution, single-molecule imaging, I will be able to follow the corresponding dynamics down to the most elementary level, where correlations and entanglement become accessible.

A particular significant generalization of this scenario arises when the spatial ordering competes with magnetic ordering. The molecules employed exhibit both electric and magnetic dipole moments and thus naturally feature the additional degree of freedom required to realize spin models. This will enable studying further exotic states of matter in which topological effects are expected to emerge.

The extraordinary clean and tunable experimental approach will facilitate a precise comparison with theory, and thus promises unprecedented insights into the nature of these new states of 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.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

ERC-STG - Starting Grant

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2020-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

TECHNISCHE UNIVERSITAET WIEN
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 743 072,64
Indirizzo
KARLSPLATZ 13
1040 Wien
Austria

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Regione
Ostösterreich Wien Wien
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 743 072,64

Beneficiari (2)

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