Feldtheorien von Kondo-Heisenberg-Gittern: eine Quanten-Monte-Carlo-Studie

• Antragstellerin: Bimla Danu, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 528834426

Das Kondo-Heisenberg-Modell beschreibt die Physik magnetischer Verunreinigungen in Metallen. Hier führt eine Reihe konkurrierender Phänomene zu einem sehr reichhaltigen Phasendiagramm mit exotischen Phasen und Phasenübergängen, die in verschiedenen experimentellen Anordnungen auftreten. Dazu gehören Dimensionalitäts-mismatch, dissipationsinduzierte Ordnung, Kondo-Abschirmung versus Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida-Wechselwirkung sowie Frustration. Ein spezifisches Beispiel sind magnetische Adatome auf metallischen Oberflächen, wie sie in Raster\-tunnel\-mikroskopie-Experimenten realisiert werden. Diese Systeme haben das Potenzial Kondo-Breakdown Übergänge und Phasen sowie Übergänge zwischen magnetischer Ordnung und Unordnung in metallischer Umgebung zu zeigen. Man kann zeigen, dass das Kondo-Heisenberg-Modell auf $U(1)$-Gittereichtheorien abgebildet werden kann. Diese Abbildung ermöglicht die Durchführung von approximationsfreien auxiliary-field Quanten-Monte-Carlo-Simulationen. Aufbauend auf unserem Wissen über Eichtheorien können wir Phasen klassifizieren und durch Messung von Wilson-Loops, eichinvarianten Spion-Korrelationsfunktionen usw. charakterisieren. Neben diesen neuen Observablen wollen wir neuartige Phasen erzeugen, indem wir der Wirkung Flussterme hinzufügen, die durch die Symmetrie erlaubt sind. Wir gehen davon aus, dass dieser Ansatz viele numerische Vorteile mit sich bringt, die es uns ermöglichen werden, das Verständnis von Phasen und Phasenübergängen in diesen Systemen zu verbessern. Wir werden auch auf das experimentell relevante Thema der De-Haas-van-Alphen-Oszillationen in Kondo-Isolatoren eingehen und die Physik schwerer Fermionen in Moiré-Übergittern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Fakher Fakhry Assaad