Matière Quantique
Peter Holdsworth, Fabio Mezzacapo, Edmond Orignac, Tommaso Roscilde, Lucile Savary
Le thème Matière Quantique désigne l’étude du rôle clé des effets quantiques dans la description des phases de la matière. Il s’agit de comprendre les mécanismes d’interactions entre de nombreuses particules quantiques, fermioniques ou bosoniques, que ce soit via leur charge électrique ou leur spin, à une, deux ou trois dimensions. Ces particules peuvent être les électrons dans les solides, comme des atomes neutres ou des ions ultra-froids piégés optiquement.
L’équipe Physique Théorique travaille sur plusieurs axes de recherche théorique autour de la matière quantique qui ont pour but de mettre en lumière les propriétés physiques de nouvelles phases quantiques de la matière, notamment les propriétés magnétiques et de transport électrique ou de chaleur. Elle utilise et développe un arsenal d’outils théoriques variés, tant numériques (méthodes Monte Carlo variationnelle, Monte Carlo quantique à température finie, diagonalisation exacte …) qu’analytiques (bosonisation, méthodes diagrammatiques en théorie des champs, groupe de renormalisation, méthodes variationnelles …), afin d'aborder un large nombre de situations où les corrélations, fluctuations quantiques ou interactions à longue portées sont importantes. L’équipe aborde, entre autre, les glaces de spins et leurs excitations magnétiques, la dynamique hors-équilibre et la formation de gouttelettes dans des gaz d’atomes froids, les liquides de spin ou encore les effets de localisation par le désordre dans les semi-métaux de Dirac et de Weyl, en lien avec le thème Systèmes Topologiques.