Quantenkritikalität korrelierter Fermi-Systeme

• Antragsteller: Dr. Philipp Strack
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 188601717

Ziel des Vorhabens ist zu einem konsistenten Verständnis von korrelierten Fermi-Systemen in der Nähe von Quantenphasenübergängen beizutragen. Quantenphasenübergänge werden durch Nullpunktfluktuationen bei Temperatur null verursacht und sind derzeit ein hochaktuelles Gebiet in der theoretischen Festkörperphysik und der Physik im Allgemeinen. Da sich Quantenphasenübergänge signifikant von thermischen Phasenübergängen unterscheiden, sind neuartige Theorien (Modelle und Methoden) notwendig, um diese zu beschreiben.Im Speziellen liegt der physikalische Fokus dieses Vorhabens auf drei Teilbereichen: (i) Polarisierten Fermigasen in optischen Gittern, (ii) quantenkritischen Fluktuationen in Systemen mit ("Pomeranchuk-") Fermiflächenverformungen, und (iii) quantenkritischen Fluktuationen in (antiferro-) magnetischen Systemen. In allen Teilbereichen werden die charakterisierenden Eigenschaften der Quantenphasenübergänge, wie zum Beispiel die kritischen Exponenten, die Kategorisierung dieser Übergänge in neue Universalitätsklassen und die Ordnung des Überganges (erster oder zweiter Ordnung) unter Hinzunahmen von Fluktuationen, untersucht.Um diese experimentell verifizierbaren, charakterisierenden Eigenschaften zu berechnen, müssen neue Methoden der modernen Quantenfeldtheorie entwickelt und angewendet werden. Neben den auch bei thermischen Phasenübergängen auftretenden divergierenden Korrelationslängen und Singularitäten der thermodynamischen Größen, verursacht bei Quantenphasenübergängen in Fermi-Systemen auch die Wechselwirkungen zwischen den Quasiteilchen (Fermionen) und dem Ordnungsparameter (Bosonen) sehr interessante, neuartige, aber auch kompliziert zu beschreibende Phänomene. Methodisch bildet die Weiterentwicklung von quantenfeldtheoretischen "Werkzeugen", die dieses Zusammenspiel zwischen Fermionen und Bosonen beschreiben können, das Zentrum dieses Vorhabens.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Subir Sachdev