James Boust soutiendra publiquement ses travaux de thèse le 18 novembre 2022 au CPHT dans la salle de conférence Louis Michel.

Titre de la thèse : Propriétés magnétiques et optiques de composés de terres rares corrélés à partir des premiers principes 

Membres du Jury :
Alexander Lichtenstein (Universität Hamburg)
Markus Aichhorn (Graz University of Technology)
Silke Biermann (Ecole polytechnique)
Nora Dempsey (Institut Néel CNRS)
Olle Eriksson (Uppsala University)
Cesare Franchini (Universität Wien)

Abstract: In so-called "strongly correlated" materials, the strong Coulomb interaction which correlates the movement of electrons at the atomic scale can give rise to outstanding properties at the macroscopic scale. The materials studied in this thesis contain rare-earth elements (like neodymium) which usually exhibit these strong correlation effects. Due to their remarkable properties, rare-earth compounds have numerous technological applications; they are for instance used as high-performance magnets in electric motors. The demand for rare earths is therefore increasing; on the other hand, mining them is difficult, expensive and polluting. Hence, optimizing the properties and composition of rare-earth-based materials can be of great technological, economical and environmental interest. From the point of view of theoretical physics, describing these materials constitutes a real challenge, precisely due to their strongly correlated nature. In this thesis, we develop theoretical approaches to study the magnetic and optical properties of rare-earth compounds, notably the industrially relevant neodymium magnet. These theoretical methods are said to be from "first principles" as they are based on the fundamental laws governing the physics at the atomic level.

Mini-workshop «Strong electronic correlations and magnetism» 

17 November 2022

14h00-18h00 Salle 1
Collège de France
11 place Marcelin Berthelot
75005 Paris 

Program

organised by Leonid Poyurovskiy

The 6th CPHT Young Researchers Seminar will be held on November 4, 2022 at 3:00 p.m. in the Louis Michel Conference Room with two presentations given by :

Gabriele Casagrande : Minimal Supergravity models for inflation

Dylan Bansard-Tresse : Extreme value laws and hitting times for dynamical systems

The seminar will be followed by a high tea.

Workshop From initial gluons to hydrodynamics: Gluons inside hadrons and their thermalization
Institut Pascal, Orsay
24 et 25 octobre 2022
Organised by Cyrille Marquet, Francesco Bossu, Jean-Yves Ollitrault, Michael Winn

more information : here

Jan Thorben Schneider soutiendra publiquement ses travaux de thèse le 30 septembre 2022 à 15h00 au CPHT dans la salle de conférence Louis Michel.

Titre de la thèse : Far-from-equilibrium dynamics and entanglement in long-range quantum systems

Directeur de thèse : Laurent Sanchez-Palencia

Membres du jury de thèse

Grégoire Misguich, CEA Saclay, Rapporteur
Marco Schirò, Collège de France, Rapporteur
Karyn Le Hur, École Polytechnique, Examinatrice
Leonardo MazzaUniversité Paris-Saclay, Examinateur
Laurent Sanchez-Palenci, École polytechnique, Directeur de thèse

Abstract

In this thesis, we study the effects of long-range interactions on out-of-equilibrium and in-equilibrium features of lattice spin models by employing complementary analytical calculations and state-of-the-art tensor-network simulations while particularly focusing on the central and unique quantum feature of entanglement.
First, in the long-range transverse-field Ising model, we show the emergence of a weak form of causality characterised by non-universal dynamical exponents. On the one hand, local magnetisation and correlations have an emergent sub-ballistic causal cone while the marked features in the interior of it propagate super-ballistic or ballistic, respectively. On the other hand, the emergent causal cone for all entanglement entropies is shown to be ballistic irrespective of the interaction range and the interior is without marked features. Second, we determine the equilibrium quantum phase diagram of the long-range XXZ model in terms of the anisotropic coupling and the long-range interaction exponent through studying a representation of the spectrum of the reduced density matrix following a half-chain bipartition, the so-called entanglement spectrum.
We show it exhibits a remarkable self-similarity within the critical phase where the system is described by a Luttinger liquid while the self-similarity extends to the geometric entanglement and the Luttinger parameter.
The transition away from a Luttinger liquid is consistent with the breakdown of self-similarity and a renormalisation group analysis. The synergetic combination of the two latter allows us to locate the corresponding phase transitions which we corroborate by numerical simulations.
Furthermore, we show the entanglement Hamiltonian, the Hermitian operator whose spectrum is the entanglement spectrum, follows the form of the Bisognano--Wichmann theorem in large regions of the phases which include the short-range limit, while such a form can be excluded in the phase where genuinely long-ranged effects are relevant.
Our results shed new light through the lens of quantum entanglement on the out-of-equilibrium as well as ground state features of long-range interacting spin chains and pave the way for further experimental and theoretical studies.

Benjamin Bacq Labreuil soutiendra publiquement ses travaux de thèse le 23 septembre 2022 à 14h00 au CPHT dans la salle de conférence Louis Michel

Titre de la thèse : Spectral and magnetic properties of copper oxide systems

Directeur de thèse : Silke Biermann

Balthazar de Vaulchier soutiendra publiquement ses travaux de thèse le 19 septembre 2022 à 14h00 à l'Ecole polytechnique dans l'Amphi Gregory.

Titre de la thèse : String theory and aspects of quantum or induced gravity

Directeur de thèse : Hervé Partouche

Membres du jury de thèse

M. Hervé PARTOUCHE École polytechnique Directeur de thèse
M. Iosif BENA CEA/Saclay Rapporteur
M. Jan TROOST Ecole Normale Supérieure Rapporteur
M. Carlo ANGELANTONJ Université de Turin Examinateur
M. Antoniadis IGNATIOS Sorbonne Université Examinateur
M. Guillaume BOSSARD Ecole polytechnique Examinateur
M. Francesco NITTI Université de Paris Examinateur

Résumé

Cette thèse explore divers perspectives visant à obtenir une théorie de gravitation quantique. Elle s’articule autour de trois axes majeurs, à savoir la théorie des cordes, la gravitation induite, et la fonction d’onde de l’Univers ; chacun d’entre eux est susceptible d’apporter des réponses à l’unification de la gravitation avec la mécanique quantique. Nous commençons ainsi par une présentation de la théorie des cordes, en particulier de la corde hétérotique, avant de s’intéresser à des modèles de compactification appliqués à cette corde. Le premier est un mécanisme de Scherk-Schwarz brisant la supersymétrie : une instabilité se produit alors dans des régions de l’espace de module, qui engendre une transition de phase que nous caractérisons. Le deuxième considère des modèles d’orbifold que nous unifions avec le formalisme des lignes de Wilson, afin notamment de décrire des actions sur 8 fermions au lieu de 16, et obtenir ainsi des groupes de jauges SO(2n+1). Ensuite, nous présentons un modèle de gravitation induite dépourvu de divergence ultraviolette, en attribuant à chaque champ de matière une infinité d’états de Kaluza-Klein. Les constantes induites de la théorie effective sont alors calculées à une boucle, et un choix spécifique de champ permet d’éliminer les divergences. Enfin, la troisième partie s’attache à la fonction d’onde de l’Univers telle que définie par Hartle et Hawking. Nous calculons dans un premier temps l’intégrale de chemin avec un formalisme invariant de jauge, ce qui faisait défaut jusqu’à présent. Puis nous prouvons que la probabilité d’amplitude est bien invariante sous une redéfinition des champs, en reliant du même coup ces redéfinitions de champ à l’ambiguïté résiduelle dans la formulation de l’équation de Wheeler-DeWitt. Enfin, nous donnons des pistes pour aborder ce problème avec une intégrale de chemin Lorentzienne et non plus Euclidienne.

Antoine Georges, Gabriel Kotliar and Dieter Vollhardt have been jointly awarded the 2022 Feenberg Memorial Medal for established work that has significantly advanced the field of many-body physics. The award is for the Dynamical Mean Field Theory (DMFT) method, now an important tool in the Many-Body community. The award is for the Dynamical Mean Field Theory (DMFT) method, now an important tool in the Many-Body community.
See: https://tarheels.live/rpmbt21/2022/08/05/feenberg-memorial-medal-awardees-announced/

Julian Legendre will publicly defend his thesis work on September 15, 2022 at 10:00 a.m. at the CPHT in the Louis Michel conference room

Title: Topological phases, light response and kagome lattice

Advisor: Karyn Le Hur

Jury :

Walter Hofstetter (Président du Jury) Professeur, Goethe Universität Frankfurt (Institut für Theoretische Physik)
Grégoire Misguich (Rapporteur) Chercheur en physique théorique et ingénieur CEA (Institut de Physique Théorique)
Guillaume Roux (Rapporteur) Maître de Conférences, Université Paris-Saclay (Laboratoire de Physique Théorique et Modèles Statistiques)
Pierre Pujol (Examinateur) Professeur, Université Paul Sabatier Toulouse (Laboratoire de Physique Théorique)
Ulrich Schneider (Examinateur) Profeseur, University of Cambridge (Cavendish Laboratory)
Karyn Le Hur (Directrice de thèse) Directrice de Recherche au CNRS et Professeure PCC, École Polytechnique (Centre de Physique Théorique)

Abstract: We theoretically study topological lattice models relevant to current experimental solid- state and artificial systems. We develop an explicit analytical computation of the Chern number in the systems we study and we compare it with other computation methods of this topological invariant. We propose a protocol, based on the local response to a light input, to probe the topological properties of a Haldane boson model in a photonic system. On the kagome lattice, we investigate (i) a magnetic and topological phase transition for a two-channel model, in relation with recently discovered quantum materials, and (ii) a time- reversal topological model with flux, Rashba spin-orbit coupling and Hubbard interactions, relevant for realization in cold-atom gases.

After the reception, we planned a seminar on Condensed matter and Topology