Topologie und neue Arten der Ordnung in der Physik der kondensierten Materie

Worum geht's

Du lernst theoretische Konzepte und experimentelle Signaturen topologischer Phasen in der Festkörperphysik kennen. Am Ende kannst du Phasen nach Symmetrie und Topologie unterscheiden, topologische Invarianten aus Bandstrukturen ableiten und wichtige Beispiele wie Quanten-Hall-Zustände, topologische Isolatoren und Metalle sowie topologische Supraleiter verstehen.

Was du danach kannst

• Phasen von Materie nach Symmetrie und Topologie klassifizieren
• topologische Invarianten aus Bandstrukturen ableiten
• topologische Phänomene beim Quanten-Hall-Effekt, topologischen Isolatoren und topologischen Metallen erklären
• axiomatische Beschreibung topologischer Ordnung und Anyonentheorien verstehen
• genau lösbare Modelle mit topologischer Ordnung lösen (z.B. toric code, string-net)
• Grundlagen der topologischen Quantenverarbeitung verstehen

Aus was das Modul besteht

• VorlesungPräsentation der theoretischen Grundlagen, Methoden und einfacher Beispiele
• ÜbungenDiskussion und Bearbeitung von Hausaufgaben zur Vertiefung analytischer Fähigkeiten; Studierende diskutieren Lösungen unter Aufsicht

Lehrmethode

• Tafelvortrag / Blackboard lectureszur systematischen Darstellung der theoretischen Grundlagen
• Übungsaufgaben mit Heimarbeitzur Vertiefung und praktischen Einübung der Rechenmethoden
• Diskussion der Hausaufgaben in Übungenzur Förderung der Fähigkeit, physikalische Probleme logisch zu erklären
• Schriftliche Vorlesungsunterlagen zum Downloadals Ergänzung und Nachschlagewerk