Theoretische Physik III: Correlated quantum matter

Dynamics of correlated quantum matter

© Universität Augsburg

The dynamics of correlated quantum matter represents a key frontier in quantum physics. In our research we contribute to this frontier along two main axes. Firstly, we aim to explore novel universal behaviors, dynamical principles, and phases of matter in such dynamical quantum many-body systems, mostly far beyond equilibrium. In particular, we focus on identifying settings where the system's properties are genuinely quantum with no classical analogue. Secondly, our goal is to target the challenge of theoretically describing such nonequilibrium quantum systems. For that purpose we apply a broad class of methods ranging from purely analytical approaches to machine learning algorithms such as neural quantum states.

Strongly Correlated Light and Matter

© Universität Augsburg

Our research field lies at the boundary between quantum optics and condensed-matter physics. We are especially interested in collective phenomena arising in quantum open systems and more generally out of equilibrium, and their possible applications in the control of quantum materials functionalities as well quantum nonlinear optics. Currently, our main focus is on recent experiments implementing a novel, non-relativistic regime of Quantum Electrodynamics (QED) within quantum materials. A reliable description of this many-body problem is very challenging and being currently developed. We adopt tailored field-theoretical approaches, which extend methods from condensed matter and quantum optics theory, merging them into a consistent, comprehensive and flexible framework.

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News

23. Juni 2025

Eintauchen in die Welt der kleinsten Teilchen

In der neuen Podcast-Folge „UniA Research to go“ spricht Universitätspräsidentin Prof. Dr. Sabine Doering-Manteuffel mit dem Quantenphysiker Prof. Dr. Markus Heyl. Sie wagen sich in ein Wissenschaftsfeld vor, dass sich nicht einfach erschließt, aber aus unserem Alltag nicht wegzudenken ist. Denn ohne Erkenntnisse aus der Quantenmechanik wären Laser, Smartphones und Computer nicht vorstellbar.
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Prof. Dr. Markus Heyl im Podcast
16. April 2025

Physiker berechnen Eigenschaften exotischer Materialien

Ein internationales Team von Physikern unter Beteiligung der Universität Augsburg hat eine Theorie entwickelt, mit der man die Eigenschaften sogenannter bosonischer Quanten-Quasikristalle berechnen kann. Die exotischen Materialien sind im Experiment noch nicht beobachtet worden, sollten sich aber herstellen lassen. Die Studie wurde nun in den Physical Review Letters veröffentlicht.

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1. Juli 2024

Maschinelles Lernen löst komplexes Quantenproblem

Durch ein neues Verfahren können künstliche neuronale Netze, wie sie beim maschinellen Lernen eingesetzt werden, künftig wesentlich schneller trainiert werden und nun erstmals komplexe Probleme in der Quantenmechanik lösen. So lassen sich beispielsweise bisher ungeklärte Eigenschaften eines besonderen Materiezustands, der Quantenspinflüssigkeit, berechnen – was mit allen bisherigen Verfahren bisher nicht gelang. Das Verfahren wurde kürzlich in Nature Physics veröffentlicht.

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Visualisierung eines neuronalen Netzes.
19. April 2024

Ehrendoktorwürde für Physiker Prof. Dr. Dieter Vollhardt

Prof. Dr. Dieter Vollhardt wurde vergangene Woche mit der Ehrendoktorwürde der Universität Warschau ausgezeichnet. Gewürdigt wurden damit die wissenschaftlichen Leistungen des emeritierten Physik-Professors der Universität Augsburg sowie seine langjährige enge Zusammenarbeit mit theoretischen Physikerinnen und Physikern der Universität Warschau.

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Four men in traditional academic clothing, three of which are wearing black gowns and one, second from right, wearing a red gown (Rector).
5. Dezember 2023

Leuchtturm der quantenmechanischen Forschung

Anfang der 1990er Jahre wurde an der Universität Augsburg das Zentrum für Elektronische Korrelationen und Magnetismus (EKM) ins Leben gerufen. Seitdem hat es sich zu einer Top-Adresse für dieses wichtige Teilgebiet der quantenmechanischen Forschung entwickelt. Das hat kürzlich ein Treffen des wissenschaftlichen Beirats international führender Experten bestätigt.

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Quantenmechanische Forschung
27. September 2022

Feenberg Medal für Augsburger Physiker

Dem theoretischen Physiker Dieter Vollhardt wurde in den USA die "2022 Feenberg Memorial Medal" verliehen. Vollhardt, ehemaliger Inhaber des Lehrstuhls für Theoretische Physik III/Elektronische Korrelationen und Magnetismus am Institut für Physik der Universität Augsburg, erhielt die hohe Auszeichnung zusammen mit Antoine Georges (Frankreich) und Gabriel Kotliar (USA).

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Gabriel Kotliar (USA), Dieter Vollhardt und Antoine Georges (Frankreich) bei der Verleihung der Feenberg Memorial Medal.

Allgemeine Kontaktinformationen:

Anschrift: Universitätsstraße 1 (Physik Süd), 86159 Augsburg
Telefon: +49-(0)-821-598-3701 (Sekretariat)

Fax: +49-(0)-821-598-3725

E-Mail: angelika.abendroth@physik.uni-augsburg.de

Gebäude/Raum: 410 (S)

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