Le Centre de Physique Théorique (CPHT) réunit des chercheurs dont les activités couvrent un large spectre de la Physique, tant dans ses aspects fondamentaux qu'appliqués.
Le CPHT est une unité mixte de recherche (UMR 7644) du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) et de l’Ecole polytechnique. Au niveau du CNRS, il est rattaché à l’Institut de physique. Le CPHT a également un partenariat avec le Collège de France.
Le CPHT, dirigé par Jean-René Chazottes, directeur de Recherche au CNRS, est implanté sur le campus de l’Ecole Polytechnique à Palaiseau, dans le bâtiment 6 et dans l'aile 0 du bâtiment 5. Le secrétariat se situe dans le Bâtiment 6, bureaux 06.1046 et 06.1045. 
 

Adresse postale : 
CPHT 
Ecole Polytechnique 
91128 Palaiseau cedex 
France

Tél. Secrétariat : 01 69 33 42 01

Pour écrire un email à un membre du laboratoire : prenom.nom@polytechnique.edu

 

 

Ephraim Bernhardt soutiendra publiquement ses travaux de thèse le 18 septembre 2023 à 10h30 au CPHT dans la salle de conférence Louis Michel.

Titre : Topologie et effets de désordre dans les systèmes de spin quantique ouverts et en interaction et leurs analogues

Directrice de thèse: Karyn Le Hur

Résumé

Jury :
Alberto Rosso, Directeur de recherche au CNRS, LPTMS, Université Paris-Saclay (Rapporteur)
Thomas Schmidt, Professeur, Université du Luxembourg (Rapporteur)
Cristiano Ciuti, Professeur, MPQ, Université Paris-Cité (Examinateur)
Michel Ferrero, Chargé de recherche au CNRS, CPHT, École Polytechnique (Examinateur)
Loic Henriet, Chief Technology Officer, PASQAL (Examinateur)
Peter P. Orth, Professeur, Universität des Saarlandes (Examinateur)
Matteo Rizzi, Professeur, Universität zu Köln, (Examinateur)
Karyn Le Hur, Directrice de recherche au CNRS, CPHT, École Polytechnique (Directrice de thèse)
Cyril Elouard, Junior Professor, LPCT, Université de Lorraine (Invité)

La soutenance sera suivie du pot de thèse dans la salle Jean Lascoux au CPHT.

Après le pot de thèse, une conférence sera organisée sur le thème "Quantum many-body physics - new directions and modern applications"

Français

 

Chair: Karyn Le Hur, thesis supervisor, CNRS, CPHT, École Polytechnique

- 14h15 - 14h45 Matteo Rizzi (Universität zu Köln): Phase Diagram Detection via Gaussian Fitting of Number Probability Distribution

- 14h45 - 15h15 Thomas Schmidt (Université du Luxembourg) Topology and semiclassical transport in interacting electron system

-15h15 - 15h45 Peter P. Orth (Universität des Saarlandes) Nonlinear interrogation of quantum materials: why higher order response tells you more

- 15h45 - 16h15 Cyril Elouard (LPCT, Université de Lorraine) Extending the laws of thermodynamics for arbitrary autonomous quantum systems

16h15 - 16h30 Café et en-cas

- 16h30 - 17h00 Cristiano Ciuti (MPQ, Université Paris-Cité) New quantum many-body effects in high-impedance multi-mode circuit QED

- 17h00 - 17h30 Loic Henriet (Pasqal) tba

- 17h30 - 18h00 Alberto Rosso (CNRS, LPTMS, Université Paris-Saclay) tba

- 18h00 - 18h30 Michel Ferrero (CNRS, CPHT, École Polytechnique) tba

Indéfini

 

Tuesday, September 12 at 14:00

at CPHT, Conference room Louis Michel

Naoya Iwahara (Chiba University, Japan)

Dynamic Jahn-Teller effect in cubic spin-orbit Mott insulators

Abstract: The synergistic interplay of different interactions in materials leads to the emergence of novel quantum phenomena. Spin-orbit and vibronic couplings usually counteract each other; however, in cubic 4d/5d double perovskites they can coexist and give rise to spin-orbit-lattice entanglement (dynamic Jahn-Teller effect) on the metal sites. The correlation of these entangled states induced by intersite interactions has not been assessed so far. In the seminar, I will first show that the dynamic Jahn-Teller effect develops in iridium compounds based on the analysis of the resonant inelastic x-ray scattering spectra [1]. Then, I will talk about the ordering of the entangled states in a series of cubic 5d1 double perovskites [2]. The magnetically ordered states in these systems coexist with a vibronic order characterized by the ordering of vibronic quadrupole moments on sites. This treatment allows for the rationalization of a number of unexplained features of experimentally investigated phases.

[1] N. Iwahara and W. Furukawa, Phys. Rev. B 108, 075136 (2023).
[2] N. Iwahara and L. F. Chibotaru, Phys. Rev. B 107, L220404 (2023).

 

Indéfini

 

Chargée de recherche du CNRS au Centre de physique théorique de l’École polytechnique, Olesia DMYTRUK a été distinguée par une bourse ERC Starting Grant pour son projet intitulé Quantum light-controlled topological phases of matter ("Q-Light-Topo")

Le contrôle des propriétés des matériaux par la lumière est une nouvelle direction de recherche de la physique de la matière condensée. Les matériaux topologiques sont très importants dans cette direction en raison de leur robustesse et de leur application possible dans les technologies quantiques. Le projet théorique « Q-Light-Topo » se concentrera sur l'utilisation de la lumière quantique pour sonder, contrôler et créer des phases topologiques de la matière dans des matériaux à l'état solide couplés avec des photons de cavité. Ce projet explorera comment contrôler les transitions de phase topologiques dans divers matériaux fortement couplés à la lumière, et étudiera la caractérisation topologique des excitations polaritoniques hybrides lumière-matière apparaissant dans de tels systèmes. L'objectif principal du projet « Q-Light-Topo » est de proposer un protocole d'ingénierie d'états topologiques dans des matériaux électroniques initialement triviaux avec de la lumière quantique. Concevoir de nouveaux systèmes topologiques contribuera à faire avancer le domaine des technologies quantiques.

Français

Renaud Garioud will publicly defend his thesis work on Tuesday 4th July. The defense will be held at 3p.m. in room 2 of Collège de France (Collège de France, 11 Pl. Marcelin Berthelot, 75231 Paris)

Title: When perturbation theory becomes non-perturbative : application to strongly correlated systems

Advisor: Michel Ferrero

Abstract : Strongly correlated materials reveal remarkable physical phenomena at low temperatures. Depending on external parameters, they exhibit extremely different electronic phases, ranging from insulating magnetic orders to strong superconductivity with infinite electrical conductivity. The richness of these physical phenomena takes its roots in the strong interactions that impact heavily the behaviour of electrons. To accurately describe these properties, one must solve the quantum many-body problem of interacting particles. In this thesis, we focus on the development of new algorithms to address strongly interacting fermionic systems.

By considering electronic interactions as a perturbation to the non-interacting system, we focus on computing efficiently, and up to high orders, the perturbation series, which can be expressed as sums of Feynman diagrams. We present the CDet (Connected Determinants) state-of-the-art algorithm which allows us to reach high perturbation orders. We overcome one of the main limitations of perturbation theory by introducing a novel chemical potential shift that breaks a symmetry. We show that this approach allows us to describe perturbatively the physics of ordered phases in the thermodynamic limit. We apply this new algorithm to the cubic half-filled Hubbard model and provide a quantitative description of the Néel order both near the phase transition and at low temperature up to the high coupling regime. This study enables us to detail the limitations to our method and to present the numerical tools that ensure an efficient implementation of the CDet algorithm and an accurate resummation of the resulting perturbative series. The attractive counterpart of this model shows a superconducting phase that can also be described by adapting our symmetry-breaking approach.

Indéfini

 

Monday 15/05 at 14:00

Conference room Louis Michel (CPHT)

Marc-Olivier Renou (Inria and CPHT)

Bell theorem and its generalization: From foundations to applications

Abstract: Quantum correlations are obtained when multiple parties perform independent measurements on a shared quantum state. Bell’s seminal theorem proves that certain correlations predicted by quantum theory resist explanations in terms of any Local Hidden Variable theory based on shared randomness. I’ll first review the Bell theorem, its main foundational consequences and some of its applications. Then, I will discuss recent generalization of this theorem in the context of causal quantum networks, in which now multiple parties perform independent measurements on several, independent quantum states.

 

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Tuesday 02/05 at 14:00

Conference room Louis Michel (CPHT)

Matteo Crispino (ESPCI Paris)

Slave-spin mean field for broken-symmetry states: Néel antiferromagnetism and its phase separation in multi-orbital Hubbard models

Abstract: We introduce the generalization of the Slave-Spin Mean-Field method to broken-symmetry phases. Through a variational approach we derive the single-particle energy shift in the mean-field equations which generates the appropriate self-consistent field responsible for the stabilization of the broken symmetry. With this correction the different flavours of the slave-spin mean-field are actually the same method and they give identical results to Kotliar-Ruckenstein slave-bosons and to the Gutzwiller approximation. We apply our formalism to the Néel antiferromagnetic state and study it in multi-orbital models as a function of the number of orbitals and Hund's coupling strength, providing phase diagrams in the interaction-doping plane. We show that the doped antiferromagnet in proximity of half-filling is typically unstable towards insulator-metal and magnetic-non magnetic phase separation. Hund's coupling extends the range of this antiferromagnet, and favors its phase separation.

 

Indéfini

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