Quantum Phase Transitions in Cold Atoms and Low Temperature Solids

تمرکز اصلی این پایان‌نامه توصیف تئوری آزمایش‌های نانوکلوین در گازهای اتمی سرد است، که پتانسیل ایجاد انقلابی در درک ما از سیستم‌های چند بدنه همبسته قوی را ارائه می‌دهد. این پایان نامه به چالش های اصلی این رشته حمله می کند: پروتکل های تجربی را برای ایجاد حالت های جدید و جالب از ماده پیشنهاد و تجزیه و تحلیل می کند و تکنیک های نظری را برای توصیف کاوشگرهای این حالت ها معرفی می کند. پدیده های در نظر گرفته شده شامل اثر هال کوانتومی کسری، طیف سنجی حالت های همبسته قوی، و بحرانی کوانتومی و غیره است.

این پایان‌نامه همچنین آزمایش‌هایی را بر روی جامدات کوانتومی بی‌نظم، که پدیده‌های عجیب و غریب مختلفی را نشان می‌دهند و کاندیدای نشان دادن به اصطلاح «ابر جامد» هستند، روشن می‌کند. نتایج تجربی را جمع‌آوری می‌کند و تفسیر آنها را از طریق ملاحظات نظری محدود می‌کند.

این پایان نامه دکتری توسط دانشگاه کورنل، ایتاکا، ایالات متحده آمریکا پذیرفته شده است.

The primary focus of this thesis is to theoretically describe nanokelvin experiments in cold atomic gases, which offer the potential to revolutionize our understanding of strongly correlated many-body systems. The thesis attacks major challenges of the field: it proposes and analyzes experimental protocols to create new and interesting states of matter and introduces theoretical techniques to describe probes of these states. The phenomena considered include the fractional quantum Hall effect, spectroscopy of strongly correlated states, and quantum criticality, among others.

The thesis also clarifies experiments on disordered quantum solids, which display a variety of exotic phenomena and are candidates to exhibit so-called "supersolidity." It collects experimental results and constrains their interpretation through theoretical considerations.

This Doctoral Thesis has been accepted by Cornell University, Ithaca, USA.