Confinement in quasi-eindimensionalen magnetisch geordneten Quantenspinsystemen

• Antragsteller: Professor Dr. Hermann Boos
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 456782977

Confinement heißt, dass Teilchen nicht für sich bestehen können, sondern nur in gebundenen Zuständen. Das bekannteste Beispiel dafür sind Quarks, die zu Hadronen gebunden sind. Aber auch in der kondensierten Materie kann Confinement beobachtet werden. Ein wichtiges Beispiel dafür ist das Confinement von Spinonen (= topologische Anregungen = Kinks) in Spinketten-Verbindungen, in denen ein linear attraktives Potential zwischen den Anregungen durch schwache Zwischenkettenkopplungen induziert wird. Kink-Confinement dieses Typs wurde jüngst in Neutronenstreuexperimenten und mit Hilfe von Terrahertz-Spektroskopie in verschiedenen ferromagnetischen und antiferromagnetischen Verbindungen beobachtet. Das Hauptziel des vorgeschlagenen Forschungsprojekts ist die analytische Berechnung der relevanten Messgrößen, einschließlich des Spektrums der gebundenen Zustände und des dynamischen Strukturfaktors. Dabei wollen wir uns auf die XXZ-Quantenspinkette konzentrieren, die ein realistisches-quantenmechanisches Modell eines Antiferromagneten ist. Confinement von Spinonen findet statt, wenn die antiferromagnetische Grundzustandsphase durch ein alternierendes massive Magnetfeld h gestört wird, das effektiv die mittlere Wechselwirkung mit den Nachbarketten widerspiegelt. Die Integrabilität des Models für h = 0 wird es uns ermöglichen, das Phänomen des Confinements von Spinonen im Rahmen einer auf der Bethe-Salpeter-Gleichung beruhenden Störungstheorie zu untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Sergei B. Rutkevich