Realizações Fermiônicas de Anyons Unidimensionais

• Processo: 26/09264-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2026
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2030
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
• Pesquisador responsável: Arnaldo Gammal
• Beneficiário: Felipe Fernandes Heyden Flores
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 24/01533-7 - Dinâmica de sistemas de muitos corpos V, AP.TEM
• Assunto(s): Átomos ultrafrios Gases atômicos ultrafrios
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: anyons | átomos ultrafrios | Gases Quânticos | átomos ultrafrios

Resumo

Em três dimensões espaciais, a descrição microscópica de partículas quânticas é restringida pelo teorema spin-estatística, permitindo apenas estatísticas de troca bosônicas ou fermiônicas. Em duas dimensões, essa restrição é suspensa, possibilitando quase-partículas cujas estatísticas de troca interpolam continuamente entre esses limites. Essas partículas, conhecidas como anyons, foram teoricamente previstas para exibir estatísticas fracionárias e foram observadas experimentalmente em sistemas fortemente correlacionados, mais notavelmente no efeito Hall quântico fracionário, onde desempenham um papel central na emergência de ordem topológica. Em uma dimensão, no entanto, a realização de estatísticas anyônicas é consideravelmente mais sutil. Anyons unidimensionais são tipicamente estudados por meio de mapeamentos de seus Hamiltonianos em rede para modelos efetivos bosônicos ou fermiônicos via transformações de Jordan-Wigner generalizadas, levando a interações modificadas ou termos de hopping correlacionado. Tais abordagens têm possibilitado a investigação de características anyônicas distintivas, incluindo distribuições de quase-momento assimétricas, transições de fase induzidas pela estatística e propriedades de correlação exóticas, com assinaturas experimentais relatadas principalmente em sistemas bosônicos.Este projeto tem como objetivo avançar a compreensão de realizações fermiônicas de anyons, que permanecem significativamente menos exploradas do que suas contrapartes bosônicas. Enquanto construções bosônicas interpolam entre bósons e pseudo-férmions, realizações fermiônicas interpolam entre férmions e pseudo-bósons, sugerindo comportamentos físicos potencialmente distintos. Ao comparar distribuições de quase-momento e investigar o papel da fase estatística em transições de fase e seus correspondentes diagramas de fase, buscamos esclarecer as semelhanças e diferenças entre essas representações e fornecer diretrizes práticas para a realização experimental de partículas anyônicas em sistemas quânticos fermiônicos. (AU)