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Two-orbital quantum many-body systems: from Kondo dynamics to mediated interactions

Description du projet

Explorer les fondements de l’effet Kondo dans les systèmes atomiques à plusieurs corps

Les interactions entre les spins localisés et les fermions mobiles sous-tendent les propriétés de transport de nombreux matériaux fortement corrélés. Une seule impureté de spin localisée peut affecter de façon spectaculaire le mouvement d’un grand nombre de fermions dans son voisinage, donnant lieu à un phénomène remarquable dans la physique quantique à plusieurs corps: l’effet Kondo. Pour une densité finie de spins localisés, l’effet Kondo entre en concurrence avec les interactions de spin à longue portée médiées par les fermions. Le projet OrbiDynaMIQs, financé par l’UE, explorera les propriétés dynamiques et spatiales élémentaires de l’effet Kondo. Il développera un nouveau simulateur quantique rapide basé sur des atomes d’ytterbium fermioniques ultrafroids, et se concentrera sur la dynamique spin-orbite d’impuretés uniques et multiples intégrées dans des systèmes de fermions itinérants 1D et 2D.

Objectif

The interaction between localized spins and mobile fermions underlies the transport properties of a large variety of highly correlated materials. Even a single localized spin impurity can dramatically influence the motion of many fermions in its surroundings, giving rise to one of the most remarkable phenomena in quantum many-body physics - the Kondo effect. For a finite density of localized spins, the Kondo effect competes with non-local fermion-mediated Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY) interactions, providing the driving force for many intriguing phenomena such as the unconventional superconductivity and the quantum critical behavior of heavy-fermion compounds. Despite decades of investigations, fundamental issues remain concerning the dynamical and spatial properties of the Kondo effect, that are difficult to tackle in electron systems. Further, a detailed understanding of the transition between the single-impurity Kondo problem and a system of interacting impurities is still missing. In OrbiDynaMIQs, I will develop a novel experimental platform for addressing such open questions. Leveraging on recent progress in manipulating single atoms with optical tweezers, I will realize a versatile two-orbital quantum simulator based on ultracold fermionic ytterbium atoms. I will focus on the spin-orbital dynamics of single and multiple localized impurities embedded in one- and two-dimensional itinerant fermion systems. I will then investigate the emergence of RKKY interactions between localized spins, both in few-body and full lattice realizations, taking first steps in exploring a whole new range of spin-correlation phenomena in Kondo systems. The proposed approach capitalizes on the strong interlink between quantum many-body physics and precision measurements with two-electron atoms, and on my experience at the confluence of these fields. It will also facilitate studies of new two-orbital models with enlarged SU(N) symmetries beyond that of spin-1/2 electron systems.

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: Le vocabulaire scientifique européen.

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Mots‑clés

Les mots-clés du projet tels qu’indiqués par le coordinateur du projet. À ne pas confondre avec la taxonomie EuroSciVoc (champ scientifique).

Programme(s)

Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.

Thème(s)

Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.

Régime de financement

Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.

ERC-STG - Starting Grant

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2020-STG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI TRIESTE
Contribution nette de l'UE

La contribution financière nette de l’UE est la somme d’argent que le participant reçoit, déduite de la contribution de l’UE versée à son tiers lié. Elle prend en compte la répartition de la contribution financière de l’UE entre les bénéficiaires directs du projet et d’autres types de participants, tels que les participants tiers.

€ 1 316 783,44
Adresse
PIAZZALE EUROPA 1
34127 Trieste
Italie

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Région
Nord-Est Friuli-Venezia Giulia Trieste
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total

Les coûts totaux encourus par l’organisation concernée pour participer au projet, y compris les coûts directs et indirects. Ce montant est un sous-ensemble du budget global du projet.

€ 1 316 783,44

Bénéficiaires (2)

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