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Projekt
Spindynamik exotischer Quantenmagnete
Antragsteller
Professor Stefan Wessel, Ph.D.
Fachliche Zuordnung
Theoretische Physik der kondensierten Materie
Förderung
Förderung von 2013 bis 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 207383564
Quantenspinsysteme bilden einen aktiven, interessanten Teil der aktuellen Forschung im Bereich stark korrelierter Quantenvielteilchensysteme. Diese Systeme stellen eine oftmals sehr gut definierte Umgebung zur Untersuchung neuartiger Zustände der kondensierten Materie dar, sowie deren Anregungen und von Quantenphasenübergängen zu konventionellen, magnetisch geordneten Phasen. Zu den relevanten Systemen zählen solche, die Spinflüssigkeiten, quantenungeordnete oder spinnematische Zustände ausbilden. Fortschritte in experimentellen Methoden, wie etwa der Neutronen-, Licht- und Röntgenstrahlstreuung erlauben neben der Bestimmung thermodynamischer Eigenschaften auch eine detaillierte Analyse der magnetischen Anregungen in solchen unkonventionellen Phasen. Zentrales Ziel von Projekt P6 ist es daher, mit Hilfe von Quanten-Monte-Carlo-Methoden hochwertige,numerische Daten zu den relevanten dynamischen Antwortfunktionen für eine breite Klasse von Quantenspinsystemen zu erhalten. Während in anderen numerischen Methoden die relevanten dynamischen Korrelationen durch eine Bestimmung derRealzeitdynamik des Quantensystems gewonnen werden, können mit Quanten-Monte-Carlo-Methoden dynamische Gleichgewichtseigenschaften nur über Korrelationen in der Imaginärzeitentwicklung gewonnen werden. Diese Korrelationen müssen daher mit Methoden zur analytischen Fortsetzung in die Realzeit zurücktransformiert werden. In der ersten Projektperiode haben wird zunächst die Quanten-Monte-Carlo-Methoden zur Berechnung der Spektralfunktionen implementiert und auf neueBeobachtungsgrößen erweitert. Zudem haben wir unsere Algorithmen auf verschiedene zweidimensionale Systeme angewandt. In der Fortsetzungsperiode sollen nun Spektralfunktionen untersucht werden, die insbesondere für experimentelle Methoden wie die resonante inelastische Röntgenstrahlstreuung (RIXS) und die Infrarotabsorbtion relevant sind. Dabei sollen zunächst Spinketten und variable Spinleitersysteme untersucht werden, sowie zweidimensionale, magnetisch geordnete Phasen, sowie vorzeichenproblemfreie Modelle von Spinflüssigkeiten. Diese Studienwerden es z.B. erlauben, das Auftreten von Magnonenbindungszuständen in diesen Systemen zu untersuchen und werden Referenzdaten für die entsprechenden Spektralfunktionen einer Reihe grundlegender Quantenspinsysteme zur Verfügung stellen. Des weiteren sollen in diesem Projekt die Verschränkungseigenschaften von Quantenspinsystemen mittels neuer Ansätze zur numerischen Bestimmung der Anregungsspektren von Verschränkungs-Hamilton-Operatoren untersucht werden, die wir sowohl an quantenkritischen Punkten, als auch in magnetisch geordneten und ungeordneten Phasen heranziehen werden.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
