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TRANSIZIONI DI FASE QUANTISTICHE, TECNICHE DI MOLTI CORPI

La ricerca si articolerà nelle seguenti tematiche:Transizioni di fase quantistiche e proprietà di equilibrio e di trasporto di sistemi magnetici anisotropi nella regione di influenza di punti critici quantisticiI sistemi allo stato solido spesso manifestano proprietà esotiche nel regime di basse temperature. In tali condizioni si deve tener conto che le complessità strutturali dei materiali hanno un ruolo importante nella comparsa di nuove proprietà. La presenza di un punto critico quantistico esalta tali effetti e accade che, non solo appare un nuovo stato fondamentale, ma nelle “vicinanze” di un tale punto si manifestano molte conseguenze connesse alla complessità dei sistemi perché non sono più mascherate dalle fluttuazioni termiche. In queste circostanze i sistemi esibiscono proprietà del tutto nuove nonché complessi passaggi (crossovers) tra tali proprietà anche all’interno della stessa fase. Partendo da modelli di spin microscopici e utilizzando il metodo delle funzioni di Green a due tempi, si possono catturare sia il comportamento critico, sia le eventuali anomalie nelle proprietà di equilibrio e trasporto nel dominio di influenza di punti critici quantistici.Particolare attenzione sarà dedicata all’analisi degli effetti indotti da accoppiamenti biquadratici e/o anisotropie di scambio e di singolo-ione sulle transizioni di fase quantistiche in materiali magnetici complessi. Effetti di disordine in modelli di Heisenberg-Ising con interazioni di scambio competenti mediante tecniche di molti corpiIl nostro obiettivo è l’analisi degli effetti di disordine sulle proprietà magnetiche di modelli microscopici che, se puri, presentano transizioni di fase quantistiche critiche e tricritiche indotte da campi applicati e anisotropie. In proposito, con riferimento ad una varietà di modelli magnetici isotropi e anisotropi, verranno utilizzati differenti tipi di disaccoppiamento nelle equazioni del moto per le appropriate funzioni di Green a fissata configurazione del disordine e opportuni procedimenti di media sul disordine, per la determinazione delle funzioni di correlazione di base e quindi delle proprietà fisiche nel regime di basse temperature.Transizioni di fase topologicheNegli ultimi anni nella comunità scientifica sta crescendo l’interesse sui sistemi che presentano ordine topologico e sulle transizione di fase quantistiche topologiche. Il concetto di parametro d’ordine e la rottura di simmetria ad esso associata in generale fornisce una profonda comprensione delle proprietà dello stato fondamentale e delle transizioni di fase tra stati differenti. Ma nel caso di ordine topologico, lo stato fondamentale non è caratterizzato completamente da parametri d’ordine locali. Gli stati ordinati topologici godono di diverse proprietà che li rendono adatti sia alla possibilità di essere utilizzati nella computazione quantistica, essendo gli effetti di decoerenza significativamente ridotti, sia in diversi dispositivi elettronici, sfruttando la loro proprietà di avere stati al contorno ad energia zero (Majorana modes). In questo ambito sono in fase preliminare di studio gli effetti della presenza di ordine ferromagnetico e antiferromagnetico all’interno di un superconduttore di tripletto, in relazione alle sue proprietà topologiche quantistiche.