Ultrasnabb dynamik hos korrelerade elektroner i material FASTCORR

Experimentell forskning vid avancerade ljuskällor, så som pulsrade lasrar, faciliteter för hög harmonisk generering och fri-elektron röntgen-lasrar, genererar forskningsresultat som utmanar vår förståelse av växelverkan mellan ljus och materia samt ultrasnabb dynamik på tidsskalor kortare än en femto-sekund. Dessa resultat är speciellt svåra att tolka för material med korrelerade elektroner, där en drivande puls kan producera starka icke-linjära effekter.

Inom FASTCORR, svarar vi mot denna utmaning genom att utveckla teori för drivna kvantmekaniska mångpartikelsystem som går bortom existerande metoder. Detta kommer uppnås genom utvecklingen av dynamisk medelfältsteori och dess generaliseringar, t.ex., den duala fermion och duala boson teorin, till icke-jämvikts fenomen.

Vårt mål är att skapa en teoretisk grund på vilken vi kommer bygga praktiska verktyg som möjliggör tolkning och förutsägelse av ultrasnabba tidsberoende fenomen hos korrelerade elektronsystem. Detta inkluderar (i) utvecklingen av fundamentala matematiska och fysikaliska koncept, (ii) mjukvaruutveckling, och (iii) numeriska simulationer som kommer jämföras med experimentella resultat.

FASTCORR kommer resultera i nydanande storskalig beräkningsmjukvara som kommer distribueras fritt. Dessa beräkningsverktyg kommer möjliggöra designade och specialiserade beräkningar för drivna material där elektronstrukturen bestäms av starka korrelationseffekter. Den utvecklade teorin kommer att användas hand i hand med världsledande experimentell forskning inom pump-prob mätningar och spektroskopi vid, t.ex., fri-elektron röntgen-laser laboratorier.