强关联电子体系中量子临界点附近的非平衡态现象研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11774307
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2009.强关联体系
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Quantum matter out-of-equilibrium is currently pursuit in many settings both experimentally and theoretically. A particular promising setting to explore non-equilibrium phenomena is the proximity of quantum criticality. We propose to study time-dependent and far-from-equilibrium phenomena near quantum criticality that occurs in systems of strongly correlated electrons. As quantum criticality already links statics and dynamics at the equilibrium level, it is expected that the non-equilibrium dynamics near quantum criticality differs significantly from that of classical critical systems. Recent results based on the Anti-de-Sitter/conformal field theory connection appear to be in line with this expectation. In recent years it has become clear that quantum criticality in fermionic systems can be of the conventional type which –at the equilibrium leve – corresponds to a classical continuous phase transition in elevated dimensions or can be unconventional, where no such quantum-to-classical correspondence exists. Importantly, this quantum-to-classical mapping only holds at equilibrium. For quantum critical points that defy the quantum-to-classical correspondence, no classification in terms of universality classes exists at the moment. We will use a dynamical renormalization group formulated on the Keldysh contour to address the steady states near critical Kondo destruction, a type of unconventional quantum criticality and will compare the results with that of conventional quantum criticality. This is done in order to understand the phenomena of effective temperatures and address under which conditions non-equilibrium dissipation in open quantum criticality can lead.to classical behavior. We will also generalize dynamical large-N and self-consistent methods (NCA) to describe time-dependent phenomena, quenches, and the approach to steady states near quantum criticality. As a step towards this goal we will study periodically driven systems..The motivation for the present proposal is in understanding if quantum criticality out-of-equilibrium allows for a description that resembles the one describing time-dependences near classical critical points, i.e. classical critical dynamics. This will be of theoretical importance but will also be relevant to e.g. describe time-dependent and pump-probe spectroscopies near quantum criticality.
非平衡态量子物质是近年来理论和实验研究的热点,涌现出多种方案,一种可行的思路是在强关联电子体系的量子临界点附近研究非平衡态现象。由于量子临界综合了静态和动态的平衡,其附近的非平衡态动力学必将与经典临界显著不同,最近基于Anti-de-Sitter/共性场论的研究也证实该观点。一般认为费米子系统的量子临界现象可以分为常规和非常规两类:前者在平衡态层面对应高维体系的经典连续相变;而后者则没有该对应关系,尚未发现普适分类。我们将应用基于Keldysh回路的动态重整化群方法,研究近藤塌陷临界点附近的稳态,并同常规量子临界点对比,从而理解有效温度现象和开放量子临界点中非平衡态耗散与经典行为等效的条件。我们也将对动态NCA方法进行扩展以描述含时现象、淬火和达到量子临界点附近稳态的过程,包括周期性驱动系统。本项目不仅对理解量子临界的非平衡态有重要的理论意义,而且与含时泵浦-探测光谱等实验紧密相关。

结项摘要

非平衡量子体系目前在许多实验和理论中都受到关注。探索非平衡现象的一个特别有希望的系统是量子临界行为。在第 11774307 号项目中,我们着手研究在强关联电子系统中量子临界点附近的远离平衡态和随时演化现象。由于量子临界已经在平衡态水平上将静态和动态行为联系起来,因此我们预计接近量子临界的非平衡动力学与经典临界系统的非平衡动力学有着显着的不同。近年来的研究也清楚表明费米子系统中的量子临界性可以是传统类型,即在平衡水平上,对应于高维的经典连续相变,也可以是非常规的,即没有这种量子到经典的对应关系存在。这通常被称为“超越朗道临界”,因为在这种情况下,用来描述序参数涨落的金茨堡朗道泛函似乎是失效的。重要的是,这种量子到经典的映射包含虚时轴,因此仅在平衡状态下保持。我们试图解决的一个重要问题是,是否存在没有热平衡中的对应物的非平衡临界现象。我们研究中将会对更好地理解接近和远离平衡的量子物质和量子相有着重要的意义。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Two‐Channel Kondo Physics: From Engineered Structures to Quantum Materials Realizations
双通道近藤物理:从工程结构到量子材料实现
  • DOI:
    10.1002/qute.201900128
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    Advanced Quantum Technologies
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Stefan Kirchner
  • 通讯作者:
    Stefan Kirchner
Dynamical Scaling of Charge and Spin Responses at a Kondo Destruction Quantum Critical Point
近藤破坏量子临界点的电荷和自旋响应的动态缩放
  • DOI:
    10.1103/physrevlett.124.027205
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Physical Review Letters
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Cai Ang;Yu Zuodong;Hu Haoyu;Kirchner Stefan;Si Qimiao
  • 通讯作者:
    Si Qimiao
Interplay between unconventional superconductivity and heavy-fermion quantum criticality: CeCu2Si2 versus YbRh2Si2
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  • DOI:
    10.1080/14786435.2018.1511070
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Philosophical Magazine
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Smidman M;Stockert O;Arndt J;Pang G M;Jiao L;Yuan H Q;Vieyra H A;Kitagawa S;Ishida K;Fujiwara K;Kobayashi T C;Schuberth E;Tippmann M;Steinke L;Lausberg S;Steppke A;Br;o M;Pfau H;Stockert U;Sun P;Friedemann S;Wirth S;Krellner C;Kirchner S;Nica E M;Yu R;S
  • 通讯作者:
    S
Quantum criticality in the spin-isotropic pseudogap Bose-Fermi Kondo model: Entropy, scaling, and the g-theorem
自旋各向同性赝能隙 Bose-Fermi Kondo 模型中的量子临界性:熵、标度和 g 定理
  • DOI:
    10.1103/physrevb.102.115124
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Physical Review B
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Yu Zuodong;Zamani Farzaneh;Ribeiro Pedro;Kirchner Stefan
  • 通讯作者:
    Kirchner Stefan
Evolution of the Kondo lattice and non-Fermi liquid excitations in a heavy-fermion metal.
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  • DOI:
    10.1038/s41467-018-05801-5
  • 发表时间:
    2018-08-20
  • 期刊:
    Nature communications
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Seiro S;Jiao L;Kirchner S;Hartmann S;Friedemann S;Krellner C;Geibel C;Si Q;Steglich F;Wirth S
  • 通讯作者:
    Wirth S

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  • 通讯作者:
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    Stefan Kirchner;Silke Paschen;Qiuyun Chen;Steffen Wirth;Donglai Feng;Joe D. Thompson;Qimiao Si
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  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
    Chinese Journal of Physics
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    S. Chiu;Chang;Yi;Shun;Shouray Sahu;Ruey;Chih;S. Yeh;Stefan Kirchner;Juhn
  • 通讯作者:
    Juhn

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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