V skupini za trdno snov nudimo teme za magistrska dela in dodajamo opis nekaj projektov.
Kvantne brazgotine v disipativnih sistemih [Zala Lenarčič]
Kvantne brazgotine so vzbujena stanja kaotičnih kvantnih sistemov, ki preprečujejo pričakovano termalizirajoče obnašanje. Raziskali bomo, kaj je njihov analog v odprtih, neunitarnih sistemih in ali lahko inducirajo nestacionarno, večno oscilirajoče obnašanje.
Termalizacija in njena odsotnost v modelu kvantnega sonca [Lev Vidmar]
Model kvantnega sonca, skiciran na spodnji sliki, je bil nedavno prepoznan kot vzorčni model za zlom ergodičnosti v mnogodelčnih kvantnih sistemih. Cilj naloge je prepoznati, kako ta pojav vpliva na dinamiko in termalizacijo lokalnih opazljivk, ki jih lahko merimo v današnjih eksperimentih z analognimi kvantnimi računalniki.
Termoelektrični efekt v ekscitonskih izolatorjih [Denis Golež]
Bose-Einsteinova kondenzacija ekscitonov privede do zanimivega stanja ekscitonskega izolatorja z makroskopsko valovno funkcijo in visoko kritično temperaturo, ki v nekaterih materialih presega sobno temperaturo.
Nedavno so v eksperimentih izmerili, da v materialih z ekscitonsko fazo, npr. Ta2NiSe5, termoelektrični efekt (Seebeck koeficient) kaže izredno nenavadno odvisnost pri nizkih temperaturah. Študentka/študent bo teoretično izvrednotila/izvrednotil termoelektrični efekt znotraj ekscitonske faze in poskusila/poskusil razumeti katere mikroskopske lastnosti ključno določajo termoelektrični odziv. [Projekt je večinoma analitičen in v zadnjem delu vsebuje lažji numerični račun].
Slika: Različni spektri kondenzirane faze, kjer pričakujemo kvalitativne spremembe v termoelektričnem transportu.
Upornost v večorbitalnih problemih v okviru dinamične teorije povprečnega polja [Jernej Mravlje]
Zanima nas upornost v večorbitalnem problemu s kristalnim poljem. Naloga bo z uporabo numeričnih simulacij v okviru dinamične teorije povprečnega polja in z analitičnimi premisleki raziskala spremembo temeperaturne odvisnosti upornosti, ko temperatura preseže vrednost razcepa zaradi kristalnega polja.
Časovno odvisni problemi v topoloških izolatorjih z interakcijo [Tomaž Rejec]
Pri preklopu med različnimi fazami topološkega izolatorja z interakcijo lahko nastanejo zanimiva dolgoživa polkovinska neravnovesna stanja. Raziskali bomo lastnosti teh stanj ter mehanizem njihovega nastanka in razpada.
Rekonstrukcija efektivnih hidrodinamskih enačb gibanja z nevronskimi mrežami [Zala Lenarcic]
Kratek opis: Interagirajoči kvantnih sistemi relaksirajo proti ravnovesju sledeč hidrodinamskim enačbam. Z uporabo nevronskih mrež autoencoderja bomo razvili algoritem za rekonstrukcijo teh enačb iz lokalnih opazljivk.
Metastabilna kvantna stanja [Denis Golež]
Močne interakcije med elektroni lahko vodijo do nenavadnih kolektivnih stanj v kristalih in v zadnjih letih spoznavamo, da močno vzbujanje takšnih sistemov ustvarja cel spekter netermičnih dolgoživih stanj. Študentka/študent bo raziskala/raziskal nov opis teh vzbujenih stanj, ki temelji na generalizaciji Gibbsovega ensembla in neperturbativnih kvantnih metod (slave-boson), in poskusila/poskusil razumeti zakaj so takšna stanja tako dolgoživa. [Projekt je kombinacija analitičnih in numeričnih metod].
Stacionarna kvantna stanja [Denis Golež]
Dinamiko kvantnih sistemov lahko opišemo s propagacijo Schrodingerjeve enačbe ali alternativno z neravnovesno posplošitvijo Feynmanovih integralov po poti. Študentka/študent se bo najprej spoznala/spoznal s teorijo neravnovesnih kvantnih propagatorjev in numerično rešil problem gnane kvantne nečistoče v stacionarnem stanju. [Glavni del projekta je predvsem numeričen in zahteva boljše znanje programiranja].
Neravnovesna dinamika v dveh dimenzijah ob prisotnosti nereda [Lev Vidmar]
Pokazano je bilo, da se prosti delci ob prisotnosti nereda, opisano skozi vzorčni Andersonov model, obnašajo na končno velikih dvodimenzionalnih mrežah zelo nenavadno. Na primer, sistem se na majhnih mrežah lahko obnaša kaotično, medtem ko na večjih mrežah postane prostorsko lokaliziran. Cilj naloge je proučiti, kako to nenavadno obnašanje vpliva na dinamiko opazljivk ter lastnosti časovno odvisne valovne funkcije.
Ostale problematike:
- topološki izolatorji (Rejec, Žitko, Ramšak, Mravlje)
- vpliv nereda in večdelčna lokalizacija (Vidmar, Bonča, Lenarčič)
- dinamična teorija povprečnega polja (Žitko, Mravlje)
- študij transportnih lastnosti v koreliranih snoveh (Žitko, Mravlje, Vidmar, Bonča, Lenarčič)
- kvantne pike (Žitko, Rejec, Ramšak, Mravlje)
- elektronsko-fononska sklopitev (Žitko, Bonča, Ramšak, Mravlje)
- kvantna manipulacija (Ramšak, Rejec)
- sistemi izven ravnovesja in pump-probe spektroskopija (Golež)
- uporaba nevronskih in tenzorskih mrež za opis (odprtih) sistemov izven ravnovesja (Lenarčič)
- kvantna statistična fizika izven ravnovesja (Lenarčič)
- …
Piši raziskovalcem v skupini za trdno snov:
Lev Vidmar, Rok Žitko, Janez Bonča, Anton Ramšak, Tomaž Rejec, Zala Lenarčič, Jernej Mravlje, Denis Golež (ime.priimek@ijs.si)
ali pa se obrni na jernej.mravlje@ijs.si za pomoč pri izbiri.
V skupini imamo vsako leto na voljo tudi 1-2 mesti za mladega raziskovalca. Izkazano uspešno raziskovalno delo v skupini je dobro priporočilo pri kandidaturi.