In der Materialwissenschaft bezieht sich der Begriff „2D-Materialien“ auf kristalline Festkörper, die aus einer einzigen Schicht von Atomen bestehen, wobei das wohl berühmteste Beispiel Graphen ist – ein Material, das aus einer einzigen Schicht von Kohlenstoffatomen besteht. Diese Materialien sind dank ihrer einzigartigen Quanteneigenschaften für eine Vielzahl von Anwendungen vielversprechend, darunter in der anspruchsvollen Elektronik und im Quantencomputing.
Eine der vielversprechendsten Methoden zur Untersuchung dieser Materialien, insbesondere ihrer Temperaturinstabilitäten, und zur Untersuchung von Quanten-Vielteilchenphänomenen ist die Functional Renormalization Group (FRG). Trotz erheblicher Bemühungen existiert jedoch kein systematischer und umfassender Zusammenhalt für verschiedene Implementierungen des Impulsraums BRD.
Ein neues Papier veröffentlicht in EPJ B und verfasst von Jacob Beyer, Institut für Theoretische Festkörperphysik, RWTH Aachen, Deutschland, zusammen mit Jonas B. Hauck und Lennart Klebl vom Institut für Theorie der Statistischen Physik der Universität, legt eine mögliche Grundlage für das Erreichen von Konsistenz zwischen den BRD-Methoden.
Dazu analysierte das Team drei verschiedene, unabhängig voneinander entwickelte FRG-Codes und erreichte ein beispielloses Maß an Konformität zwischen diesen Implementierungen. Sie legen auch ein genaues Verfahren fest, das von anderen Forschern befolgt werden kann, um eine ähnliche Analyse zu erreichen.
Die Autoren des Papiers weisen darauf hin, dass zwar ein Mangel an Kohärenz in diesem Bereich die Veröffentlichung relevanter wissenschaftlicher Ergebnisse nicht verhindert hat, dass jedoch eine etablierte gegenseitige Übereinstimmung zwischen BRD-Erkenntnissen das Vertrauen in die Methode stärken wird.
Die Forscher sahen dies als einen ersten Schritt in Richtung eines gemeinsamen Wissensspeichers und motiviert durch eine potenzielle Anwendung auf stark korrelierte Zustände in zweidimensionalen Materialien und begründeten die Reproduzierbarkeit ihrer Berechnungen, indem sie die in der Literatur berichteten Ergebnisse von Säule FRG untersuchten.
Dies ermöglichte es dem Team, die Implementierung ihrer Methode anhand etablierter Ergebnisse für Impulsraum-FRG-Berechnungen zu verifizieren.
Das Team arbeitet derzeit daran, ihre Codes unter einem einzigen, vielseitigen „Community-Code“ mit einer ausgefeilten, gemeinsamen, einfach zu bedienenden Schnittstelle zu kombinieren, die allen BRD-Forschern und anderen, die an der Untersuchung von Vielteilchenproblemen in der Physik interessiert sind, zur Verfügung stehen wird .
Jacob Beyer et al, Referenzergebnisse für die Gruppe zur funktionalen Renormierung des Impulsraums, Das Europäische Physikalische Journal B (2022). DOI: 10.1140/epjb/s10051-022-00323-y