Теорія - Інститут Ніл
Більше 20 постійних дослідників проводять теоретичні дослідження з фізики конденсованої речовини, квантової наноелектроніки та основ квантової теорії.
Коли велика кількість будівельних блоків - електронів, ядер чи молекул - взаємодіє разом, вони часто породжують багату та складну колективну поведінку. Наша головна мета - дослідити, зрозуміти та передбачити нові стани речовини, що виникають внаслідок цих колективних багатоклітинних ефектів. Системи, які ми вивчаємо, настільки різноманітні, як нові надпровідники, екзотичні магніти, органічні провідники та напівпровідники або штучні мережі.
Квантові схеми використовують передові методи нановиготовлення для побудови широкого розмаїття гамільтонових моделей, що дозволяє досягти чудових фізичних ефектів більш керованим способом, ніж у твердому стані. Цей підхід пропонує новий погляд на фундаментальні питання, що стосуються не лише нерівноважного транспорту в електронних системах, але й проблеми багатьох тіл, штучної топології та заплутування багатьох частинок. Наша теоретична робота заповнює розрив між розробкою нових концепцій в квантовій механіці та моделюванням передових експериментів, заснованих на аналітичних та чисельних інструментах.
Ми розробляємо та застосовуємо вдосконалені обчислювальні методи для розуміння, прогнозування та проектування основних властивостей матеріалів у різних масштабах довжини. Сюди входять методи, засновані на перших принципах, таких як теорія функціональної щільності (TFD) і розширення часу (TDDFT), повна взаємодія конфігурації активного простору (CASCI) на основі хвильової функції та підходи до квантової теорії поля багатьох тіл на основі функції Гріна, такі як наближення ГВ та рівняння Бете-Салпетера.
Ми вивчаємо нову квантову онтологію, яка виходить із переосмислення фізичної реальності згідно із законами квантової механіки. Крім того, ми досліджуємо природу стрілки часу та незворотність квантового режиму, і ми транспонуємо концепції та інструменти від квантової оптики до твердотільної області для вивчення нової фізики та потенційних застосувань у квантовій обробці інформації.
Філософія квантової механіки
Як квантова фізика впливає на філософські концепції (реальність, об’єктивність) та реконструкції формалізму.
Квантова термодинаміка
Від квантових двигунів, квантової випадковості та квантової стрілки часу до енергетики квантового управління та виправлення помилок.
Квантова причинність
Квантові накладання невизначеного причинного порядку та додатки до квантового зв'язку.
Наше дослідження фокусується на нелінійних реакціях топологічних фаз, аномаліях квантової теорії поля та їх реалізації в конденсованій речовині, а також динаміці сильно корельованої топологічної речовини. Для їх вивчення ми використовуємо аналітичні або напіваналітичні методи (наприклад, квантову теорію поля, рівняння Больцмана, модель Кубо або моделювання з тісним зв'язуванням), а також числові методи (наприклад, точна діагоналізація або група перенормування матриці щільності).