Quantum systems out of equilibrium

Research objectives

Recent  time-resolved measurements have given a new insight into the nonequilibrium dynamics of realistic bulk materials  and nanosystems as well as the systems of ultracold atoms. In contrast to the spectacular developments in the experimental methods,  theoretical description of the nonequilibrium dynamics remains a challenging task with very few exactly-solvable problems. Two general problems addressed in our studies concern:

(i) Driving, relaxation and reduced dynamics under far from equilibrium conditions
(ii) Particle and energy currents in correlated quantum systems out of equilibrium. We  try to understand the physical mechanisms which determine the boundaries of the linear-response regime for particle and energy currents, find the time-scale for relaxation from far-from-equilibrium states and establish conditions for thermalization of isolated systems.  We also try to determined the relation between particle and energy currents under nonequilibrium conditions.

Read more: Quantum systems out of equilibrium

Silnie skorelowane układy elektronowe

bandsOpis układów fizycznych  złożonych z silnie oddziałujacych cząstek kwantowych pozostaje dużym  wyzwaniem dla fizyki teroretycznej. Problem ten ma istotne znaczenie  dla zrozumienia własności transportowych i magnetycznych   wielu nowych materiałów  wytwarzanych we współczesnych laboratoraich. Prowadzone przez nas badania koncentrują się na modelach jednopasmowych takich jak: model Hubbarda, model t-J oraz model Falicova-Kimballa. Fizyczne własności tych modeli badane są przede wszystkim w ramach zaawansowanych metod numerycznych takich jak: dokładna diagonalizacja (np. metodą Lanczosa) oraz symulacje Monte Carlo.

Teoria nadprzewodnictwa

Nadprzewodnictwo to szczególny stan kwantowy ukadów elektronowych, który pojawia się w niskich temperaturach. W określonych warunkach układy nadprzewodzące wykazują idealny diamagnetyzm (wypychanie pola magnetycznego z wnętrza próbki) oraz idealne przewodnictwo (opór elektryczny jest niemierzalnie mały).  Prowadzone przez nas badania obejmują szeroką klasę zagadnień związanych z teorią nadprzewodnictwa, w tym nadprzewodnictwa wysokotemperaturowego: nadprzewodnictwo w obecności zewnętrznego pola magnetycznego (pole krytyczne, struktura wirów, itp.), mechanizmy pseudoszczeliny, parowanie trypletowe, fazy Fulde-Farrel-Larkin-Ovchinnikov oraz niejednorodność szczeliny nadprzewodzącej.