Projekt 5.2. NUANCE: Nowe kwantowe stany materii w ultra zimnych gazach atomowych badane metodami ab initio
Promotor: dr hab. Krzysztof Pawłowski (prof. CFT PAN)
Instytut: Centrum Fizyki Teoretycznej PAN
WWW: www.cft.edu.pl
Opis: Projekt dotyczy gazów, schłodzonych do ultra niskich temperatur. Od obserwacji tzw.
kondensatu Bosego-Einsteina ćwierć wieku temu, układ ten wydawał się dobrze zrozumiany.
Nieoczekiwanie w 2016 roku zauważono w doświadczeniu, że schłodzony gaz może osiągnąć
inną fazę materii, zwaną obecnie kroplami kwantowymi. Faza ta pojawia się, gdy różne typy
oddziaływań, krótko zasięgowe odpychanie i destabilizujące gaz nielokalne przyciąganie
równoważą się, a układ jest stabilny dzięki kwantowym korelacjom. Dwa lata temu w tym
układzie zmierzono tzw. "supersolid". Odkrycia doświadczalne otwierają szereg ścieżek
badawczych. Nie wiadomo jakie są własności tych układów, jakie jest równanie stanu, jak krople
kwantowe zanikają wraz ze wzrostem temperatury. Znając mechanizm powstawania kropli,
można ich szukać w innych układach fizycznych, np. we wnękach rezonansowych. Temat
wymaga poznania fizyki kondensatu Bosego-Einsteina, teorii układów wielu-ciał oraz
zaawansowanych metod numerycznych (punktem startowym będzie Density-Matrix
Renormalization Group DMRG). W trakcie doktoratu zaplanowane jest szkolenie (poza
instytutem) z metod typu “Machine Learning”. Doktorat będzie finansowany z projektu Sonata
Bis “NUANCE: Novel qauntum phases in cold gases”, który przewiduje stworzenie w celu
realizacji tego projektu zespołu (kierownik, dwóch doktorantów, post-doc, magistrant).
Cel projektu: Przedmiotem tego projektu jest zbadanie diagramu fazowego i wzbudzeń
elementarnych w układzie, w którym nielokalne przyciąganie i lokalne odpychanie równoważą
się, a stabilność układu i jego własności są zdeterminowane przez kwantowe korelacje między
atomami. Badania będą oparte na teoriach ab initio. Nowe fazy materii będą poszukiwane w
realizowanych obecnie układach doświadczalnych: w gazach atomów o trwałym momencie
magnetycznym oraz we wnękach rezonansowych.
Wymagania:
-Podstawy programowania,
-Doświadczenie w mechaniki kwantowej wielu-ciał będą dodatkowym atutem,
-Otwartość na współpracę, zaangażowanie.
Dokumenty należy składać drogą elektroniczną przez system rekrutacyjny na stronie
www.warsaw4phd.eu.
