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Projekt
Effiziente Zeitentwicklung von Quantenvielteilchensystemen in 2D mit Matrix-Produkt-Zuständen
Antragsteller
Professor Dr. Frank Pollmann
Fachliche Zuordnung
Theoretische Physik der kondensierten Materie
Förderung
Förderung von 2016 bis 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 207383564
Die numerische Untersuchung von dynamischen Eigenschaften im Gleich- und Nichtgleichgewicht ist wesentlich für das Verständnis der Physik stark korrelierter Systeme. Dynamische Strukturfaktoren bieten beispielsweise wertvolle Einblicke in die Natur von neuartigen Phasen der Materie. Dies ist insbesondere für experimentelle Nachweise von theoretisch vorhergesagten Spinflüssigkeiten wichtig. Des Weiteren erlaubt die Untersuchung der Dynamik im Nichtgleichgewicht Eigenschaften bezüglich der Thermalisierung zu erforschen. Die numerische Simulation der Zeitentwicklung eines stark wechselwirkenden Quantenvielteilchen- systems stellt eine sehr anspruchsvolle Aufgabe dar und erfordert somit effiziente Algorithmen. In Projekt P3N werden wir auf Matrix-Produkt-Zuständen beruhende Zeitentwicklungsmethoden verwenden, um eine Reihe von wichtigen Fragen bezüglich der Dynamik von zweidimensionalen Quantenvielteilchensystemen zu beantworten. Im ersten Teil des Projektes werden wir experimentell zugängliche Signaturen von topologischer Ordnung in Spinflüssigkeiten vorhersagen. Hierzu werden wir kürzlich eingeführte Algorithmen für die Zeitentwicklung von zweidimensionalen Quantensystemen verwenden. Des Weiteren werden wir dynamische Strukturfaktoren berechnen, die direkt mit Neutronenstreuexperimenten verglichen werden können. Im zweiten Teil werden wir die Dynamik von zweidimensionalen Vielteilchensystemen mit starker Unordnung studieren. Dafür werden wir verschiedene Quenchprotokolle untersuchen, die für aktuelle Experimente auf optischen Gittern relevant sind. Darüber hinaus werden wir die Dynamik der Verschränkungsentropie untersuchen und mit bekannten Ergebnissen in eindimensionalen Systemen vergleichen. Auf der methodischen Seite werden wir einen auf Tensor-Produkt-Zuständen beruhen- den Algorithmus zur effizienten Zeitentwicklung von stark ungeordneten Systemen entwickeln und implementieren.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
Internationaler Bezug
Großbritannien
Kooperationspartner
Professor Dr. Johannes Knolle
