Skip to main content
Przejdź do strony domowej Komisji Europejskiej (odnośnik otworzy się w nowym oknie)
polski pl
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

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

Opis projektu

Odkrywanie podstaw efektu Kondo w atomowych układach wielu ciał

U podstaw właściwości transportowych wielu silnie skorelowanych materiałów leżą oddziaływania między spinami zlokalizowanymi a mobilnymi fermionami. Nawet pojedyncze zlokalizowane zanieczyszczenie spinowe może w znacznym stopniu wpłynąć na ruch dużej liczby fermionów w jego sąsiedztwie, powodując niezwykłe w fizyce kwantowej zjawisko z udziałem wielu ciał – efekt Kondo. Aby uzyskać skończoną gęstość zlokalizowanych spinów, efekt Kondo musi przezwyciężyć dalekozasięgowe oddziaływania spinowe realizowane za pośrednictwem fermionów. Finansowany przez UE projekt OrbiDynaMIQs będzie badać podstawowe właściwości dynamiczne i przestrzenne efektu Kondo. Zespół projektu opracuje nowatorski, szybki symulator kwantowy oparty na ultrazimnych fermionowych atomach iterbu i skupi się na opisie dynamiki spinowo-orbitalnej pojedynczych i wielokrotnych defektów osadzonych w wędrownych układach fermionowych w jednym i dwóch wymiarach.

Cel

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.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Słowa kluczowe

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

ERC-STG - Starting Grant

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) ERC-2020-STG

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Instytucja przyjmująca

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI TRIESTE
Wkład UE netto
€ 1 316 783,44
Koszt całkowity
€ 1 316 783,44

Beneficjenci (2)