Dr. Debasish Banerjee

Die Forschung von Dr. Debasish Banerjee konzentriert sich auf die theoretische Physik, insbesondere auf Gittereichtheorien und Quanten-Link-Modelle. Ein zentrales Anliegen ist die Entwicklung numerischer Methoden und Algorithmen zur Simulation stark gekoppelter Systeme, die für klassische störungstheoretische Ansätze nicht zugänglich sind. Die Arbeiten verbinden Quantenfeldtheorie mit Anwendungen in der Quantensimulation und untersuchen Phänomene wie Many-Body-Lokalisierung und spontane Symmetriebrechung. Dabei werden sowohl analytische Herleitungen als auch rechenintensive Computersimulationen eingesetzt, um fundamentale physikalische Prozesse zu modellieren.

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• DFG-Eigene Stelle: Neue Perspektiven in stark gekoppelten Systemen: Vorbereitung auf Quantensimulatoren

  Quelle ↗

  Förderer: DFG Eigene Stelle (Sachbeihilfe) Zeitraum: 08/2018 - 11/2020 Projektleitung: Dr. Debasish Banerjee, Prof. Dr. Agostino Patella

• Atomic Quantum Simulation of Dynamical Gauge Fields Coupled to Fermionic Matter: From String Breaking to Evolution after a Quench

  2012

  Physical Review Letters · DOI

  Using a Fermi-Bose mixture of ultracold atoms in an optical lattice, we construct a quantum simulator for a U(1) gauge theory coupled to fermionic matter. The construction is based on quantum links which realize continuous gauge symmetry with discrete quantum variables. At low energies, quantum link models with staggered fermions emerge from a Hubbard-type model which can be quantum simulated. This allows us to investigate string breaking as well as the real-time evolution after a quench in gauge theories, which are inaccessible to classical simulation methods.

• Atomic Quantum Simulation of<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold">U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>and<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mi>SU</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>Non-Abelian Lattice Gauge Theories

  2013

  Physical Review Letters · DOI

  Using ultracold alkaline-earth atoms in optical lattices, we construct a quantum simulator for U(N) and SU(N) lattice gauge theories with fermionic matter based on quantum link models. These systems share qualitative features with QCD, including chiral symmetry breaking and restoration at nonzero temperature or baryon density. Unlike classical simulations, a quantum simulator does not suffer from sign problems and can address the corresponding chiral dynamics in real time.