Dr. Zala Lenarčič

Zala Lenarčič na Oddelku za teoretično fiziko (F1) vodi skupino za Neravnovesne disipativne kvantne sisteme. Nedavno je pridobila prestižen ERC Starting Grant 2022 projekt z naslovom “Šibko vzbujane kvantne simetrije”. Zala koordinira tudi QuantERA konzorcij QuSiED in je partner konzorcija T-NiSQ. Oba vključujeta vodilne evropske teoretične in eksperimentalne skupine s področja kvantne simulacije. Njena ambicija je povezati fundamentalne koncepte in kvantne tehnologije.

Zala Lenarčič
Raziskovalni program: Teorija trdnih snovi in statistična fizika
Tema usposabljanja: Stabilizacija eksotičnih kvantnih stanj v realističnih sistemih s približno algebrsko strukturo

Vzbujenje kvantne materije izven ravnovesja izziva naše razumevanje in intuicijo, buri našo domišljijo, da presežemo omejitve, ki jih daje ravnovesje. V našem razumevanju ekvilibracije vzbujenih kvantnih sistemov igrajo simetrije ključno vlogo, saj lahko posredujejo stabilizacijo posebnih, netermičnih stanj: medtem ko se generični ergodični mnogodečni kvantni sistemi relaksirajo v stanja, ki jih lokalno ni mogoče razločiti od termičnih stanj, so izjeme, kjer kvantni sistemi za vedno ostanejo v ujeti v nenavadnih stanjih posledica dodatnih simetrij, ki omejujejo dinamiko. Te simetrije hamiltoniana lahko razdelimo v dva razreda:

  • Komutirajoče simetrije, ki so odgovorne za dodatne ohranjene količine. Primer teh so integrabilnih, lokalizirani in umeritveno-invariantni sistemi. V takšnih sistemih se dinamika podreja dodatnim ohranitvenim zakonom, ki omejujejo ekvilibracijo in vzdržujejo netermično naravo stanj.
  • Nekomutirajoče simetrije, ki so odgovorne za obstoj lestve energijsko ekvidistančnih stanj, kot na primer v Hubbardovem modelu in v modelih kvantnih brazgotin. Ker so stanja energijsko ekvidistančna, se njihova linearna superpozicija ne dekoherira pod časovnim unitarnim razvojem. Ta stanja kažejo tudi druge izjemne lastnosti (superprevodnost, entropijo prepletenosti).

Obstoj nenavadnih netermičnih stanj je zelo privlačen in je temeljnega pomena, a na žalost točne simetrije večinoma obstajajo le v izbranih teoretičnih modelih, ki jih ni mogoče natančno realizirati v eksperimentih z materiali in le prehodno celo s sintetičnimi kvantnimi simulatorji. V tem projektu bomo prevprašali tradicionalna prepričanja in vzpostavili novo paradigmo za stabilizacijo eksotičnih, zelo netermičnih stanj z uporabo šibkega vzbujanja mnogodelčnih kvantnih sistemov s približnimi simetrijami. V okviru širših dejavnosti skupine na tej tematiki, se bo doktorski_a kandidat_ka osredotočil na vpliv periodičnega vzbujanja na sisteme s približnimi nekomutativnimi simetrijami. Pri tem bodo uporabljeni moderni pristopi k simulaciji kvantne snovi z uporabo tensorskih in nevronskih mrež.

 

Več o aktivnostih v skupini na povezavi http://www-f1.ijs.si/~zala/.