Solid-state Physics (Council of Physical Sciences)
100 %
Panel
Physics
Department or equivalent
Theoretical Solid State Physics Dept. (Research Institute for Solid State Physics and Optics Hung. Acad. Sci.)
Participants
Barcza, Gergely Buchta, Krisztián Fáth, Gábor Legeza, Örs Szirmai, Edina Woynarovich, Ferenc
Starting date
2007-07-01
Closing date
2012-07-31
Funding (in million HUF)
12.648
FTE (full time equivalent)
23.36
state
closed project
Summary in Hungarian
A magas átmeneti hőmérsékletű szupravezetők felfedezése óta a szilárdtest-fizikai kutatások homlokterében áll az alacsony dimenziós mágneses és fermionrendszerek fizikájának tanulmányozása. A pályázat során ilyen rendszerek tulajdonságait, a bennük lezajló kvantumos fázisátalakulásokat kívánjuk elméletileg vizsgálni analitikus és numerikus módszerekkel. Analitikus módszerként a Bethe-feltevést és a multiplikatív renormálási csoportot alkalmazzuk numerikus eljárásként pedig a sűrűségmátrixos reormálási csoportos (DMRG) eljárást.
Az alacsony dimenziós spinrendszerekkel kapcsolatban egyik problémaként a spinláncok végén esetlegesen megjelenő végspin lokalizációs-delokalizációs átalakulását, illetve csatolt spinláncok (spinlétrák) esetén a topologikusan különböző Haldane-fázisok közötti kommenzurábilis-inkommenzurábilis átalakulást és a spinongerjesztések bezártságát vagy kiszabadulását vizsgáljuk.
A fermionrendszerekkel kapcsolatos vizsgálataink középpontjában az általánosított Hubbard-modellben fellépő fém-szigetelő, illetve semleges-ionos átalakulás áll. A kísérleti eredményekkel való egyezés érdekében az ionok elmozdulását, a fonon szabadsági fokokat is megengedjük.
A DMRG eljárást megkíséreljük általánosítani szennyezőproblémákra.
Végül a Bethe-feltevés segítségével teljesen integrálható rendszerekben a szabadenergiához adódó korrekciót határozzuk meg.
Summary
The physics of low-dimensional magnetic and fermionic systems is in the forefront of research in solid-state physics since the discovery of high-temperature superconductivity. We plan to study theoretically the properties of such systems near quantum phase transition points, using both analytic and numerical methods. The analytic methods include Bethe ansatz and the perturbative renormalization group, while the density-matrix renormalization group (DMRG) approach will be used in the numerical calculations. We plan to rely heavily on our recent result where it has been shown that the quantum information entropy can be conveniently used to locate quantum phase transitions.
The topics to be studied in low-dimensional spin systems concern the localization-delocalization transition of edge spins in spin chains, as well as the commensurate-incommensurate transition between topologically different gapped Haldane-like phases of spin ladders and the confinement or deconfinement of spinons.
The study of metal-insulator or neutral-ionic transition is the main focus of our planned work in fermionic systems, where generalized Hubbard-like models will be studied, allowing for the motion of the ions, as well, i.e., taking into account the phonon degrees of freedom.
The DMRG procedure will be applied to impurity problems, too.
Finally the Bethe ansatz will be used to calculate corrections to the free energy in completely integrable systems.
