Vielteilchentheorie
Forschungsschwerpunkte:
Wir arbeiten an einem besseren Verständnis von Vielteilchensystemen, die abhängig von Temperatur, Druck, Magnetfeld oder anderen Parametern sowohl auf dem Gitter als auch im Kontinuum drastisch unterschiedliche Eigenschaften zeigen. Eine besondere Herausforderung stellen hier quantenmechanische Systeme dar, die schon in ihrem Energie-Grundzustand Eigenschaften aufweisen, zu denen es in der klassischen Physik kein Gegenstück gibt. Leider bedeutet dies für die theoretisch-physikalische Arbeit aber auch, dass der Rechenaufwand, anders als für klassische Teilchenysteme, exponentiell mit der Systemgröße ansteigt. Unsere Forschungsmethoden haben Anwendungen von der Festkörperphysik bis zur Erforschung ultrakalter Gase.
Ein wichtiger Teil unserer Arbeit ist die Untersuchung von Heisenberg-Spinketten und ähnlichen Quanten-Spinsystemen, um ihre Korrelationsfunktionen unterschiedlichster Art zu bestimmen, die Aufschluß über beispielsweise ihre Transporteigenschaften geben, sei es mit Hinweisen auf supraleitende Eigenschaften oder verlustfreien magnetischen Transport. Methodisch benutzen wird exakte Lösungsverfahren basierend auf der Yang-Baxter-Integrabilität und auch Ideen aus verwandten Bereichen wie der Quanteninformationstheorie mit Matrix- und Tensor-Produkt-Zustände in variationellen Zugängen.
