Welcome!
I am a theoretical physicist studying low-dimensional condensed matter systems with strong correlations, interactions and/or topological properties. These properties can drive electrons in nanoscale devices into collective and novel states of matter found nowhere else in nature. As such, these systems present exciting opportunities to investigate fundamental quantum phenomena, such as interference and decoherence, quantization, charge fractionalization, and non-equilibrium quantum transport.
In turn, knowledge about strongly correlated electrons permits developing new types of quantum devices and exotically engineered materials, which find applications in quantum metrology, quantum sensing, or quantum computations.
Contact and information
News
04/09/2024 - New submitted paper: Thermodynamic and energetic constraints on out-of-equilibrium tunneling rates; arXiv: 2409.00981
28/08/2024 - Impact of potential and temperature fluctuations on charge and heat transport in quantum Hall edges in the heat Coulomb blockade regime published in Physical Review B
08/08/2024 - New submitted paper: Role of scaling dimensions in generalized noises in fractional quantum Hall tunneling due to a temperature bias; arXiv: 2408.04525
01/08/2024 - Started as Assistant Professor at Karlstad University
17/06/2024 - Fingerprints of anti-Pfaffian topological order in quantum point contact transport published in Physical Review Letters
Older News
14/06/2024 - New submitted paper: Impact of potential and temperature fluctuations on charge and heat transport in quantum Hall edges in the heat Coulomb blockade regime; arXiv: 2406.08910
12/06/2024 - Electrical noise spectroscopy of magnons in a quantum Hall ferromagnet published in Nature Communications
03/02/2024 - New submitted paper: Fingerprints of anti-Pfaffian topological order in quantum point contact transport; arXiv: 2402.02157
06/11/2023 - Awarded a Starting Grant from the Swedish Research Council (VR) for the project: Anyon signatures in complex fractional quantum Hall edge transport
16/10/2023 - New submitted experiment-theory paper: Electrical noise spectroscopy of magnons in a quantum Hall ferromagnet; arXiv: 2310.08703
29/08/2023 - Sushanth Varada successfully defended his Master Thesis : Anyon Colliders: A time-dependent quantum Hall particle collider to reveal fractional statistics in the Laughlin sequence. Congratulations!
04/06/2023 - Transport signatures of fractional quantum Hall binding transitions published in Physical Review B
02/06/2023 - Thermal conductance and noise of Majorana modes along interfaced ν = 5/2 fractional quantum Hall states published in Physical Review B
14/02/2023 - New submitted paper: Transport signatures of fractional quantum Hall binding transitions; arXiv: 2203.05781
09/02/2023 - Charge, spin, and heat shot noises in the absence of average currents: Conditions on bounds at zero and finite frequencies published in Physical Review B
16/11/2022 - New submitted paper: Thermal conductance and noise of Majorana modes along interfaced ν = 5/2 fractional quantum Hall states; arXiv: 2211.08000
13/10/2022 - New submitted paper: Charge, spin, and heat shot noises in the absence of average currents: Conditions on bounds at zero and finite frequencies; arXiv: 2210.06051
03/09/2022 - Determination of topological edge quantum numbers of fractional quantum Hall phases by thermal conductance measurements published in Nature Communications
03/06/2022 - Michael Hein successfully defended his Master Thesis : Impact of equilibration on the heat conductance and noise of non-Abelian fractional quantum Hall edges. Congratulations!
20/05/2022 - Delta-T noise for weak tunneling in one-dimensional systems: Interactions versus quantum statistics published as 'Editor's suggestion' in Physical Review B
02/02/2022 - New submitted paper: Experimental control over thermal conductance quantization in fractional quantum Hall states arXiv: 2202.00490 (title later changed to Determination of topological edge quantum numbers of fractional quantum Hall phases by thermal conductance measurements)
01/02/2022 - New submitted paper: Does delta-T noise probe quantum statistics? arXiv: 2201.13174
19/01/2022 - Absent thermal equilibration on fractional quantum Hall edges over macroscopic scale published in Nature Communications
11/01/2022 - Observation of ballistic upstream modes at fractional quantum Hall edges of graphene published in Nature Communications
01/01/2022 - Start of my Marie SKlodowska Curie Fellowship with the project TEAPOT
28/07/2021 - New submitted paper: Observation of ballistic upstream modes at fractional quantum Hall edges of graphene: arXiv: 2107.12616
24/06/2021 - New submitted paper: Absent thermal equilibration on fractional quantum Hall edges over macroscopic scale:
11/05/2021 - New submitted paper: Contacts, equilibration, and interactions in fractional quantum Hall edge transport: arXiv: 2105.04013
21/04/2021 - Joint experimental/theoretical paper with the group of Anindya Das (Indian Institute of Science, Bangalore) accepted in PRL as Editors' suggestion.
08/02/2021 - Awarded the Marie Sklodowska Curie Individual Fellowship for TEAPOT: Thermal Probes of fractional quantum Hall transport.
Svensk sammanfattning av min forskning
Den kondenserade materiens fysik handlar traditionellt sett om egenskaperna hos olika ämnen och material, exempelvis metaller och halvledare, vid låga temperaturer (rumstemperatur och lägre). Ett genomgående tema är beskrivningen av hur materia är organiserad, alltså vilket tillstånd det befinner sig i. De tre i särklass vanligaste förekommande tillstånden är gasform, vätskeform och fast form, men inom var och ett av dessa tillstånd förutsäger kvantmekaniken vid extremt låga temperaturer existensen av en hel värld med ytterligare exotiska faser. Kända exempel är supraledare, vissa typer av magneter och Bose-Einstein-kondensat. Den ökande förståelsen för innehållet i och egenskaperna hos den här kvant-världen har lett till en otrolig teknologisk utveckling, kanske framför allt till transistorerna som är grunden för alla datorer.
Utöver uppenbart praktiska tillämpningar är den kondenserade materiens fysik också en outtömlig källa av fascination över hur världen beter sig på mikroskopisk nivå. Till exempel finns det en fascinerande likhet mellan modeller som å ena sidan beskriver kondenserad materia och men också processer i högenergi- eller partikelfysik. Ett välkänt exempel är det två-dimensionella kol-materialet grafen, vars elektroniska lågenergi-egenskaper är identiska med fria, extremrelativistiska högenergi-elektroner. Sådana här likheter erbjuder fantastiska möjligheter att undersöka naturlagarna i en kryostat (ett slags avancerat kylskåp som tillåter temperaturer nära den abosluta nollpunkten) istället för med partikelacceleratorer.
De senaste decenneriernas forskning på kvantmekaniska materiefaser har både förutsagt och experimentellt påvisat existensen av en ständigt växande kategori av faser med egenskaper bäst beskrivna med koncept från det matematiska området topologi. Detta innebär bland mycket annat att faserna förväntas vara mycket tåliga mot många sorters störningar och kan därför antas vara mycket användbara inom flertalet områden, exemeplvis metrologi, lagrande av kvantinformation eller utforskandet av kvantmekanikens grunder.
In min forskning undersöker jag egenskaperna hos sådana topologiska materiefaser samt hur de kan förverkligas och detekteras genom att manipulera fysikaliska system på nano-nivå.
För lite mer ingående beskrivningar kan du läsa vidare i:
Topologiskt ordnad kvantmateria av E. Ardonne och T. H. Hansson i Fysikaktuellt, Sep. 2014
Nobelpriset i Fysik 2016 av E. Bergholtz i Fysikaktuellt, Dec. 2016.
Scientific Collaborations
In my research, I have worked with the following people (affiliations refer to those for the most recent collaboration and could have changed since then):
🇸🇪 Chalmers University of Technology, Sweden: Janine Splettstoesser, Matteo Acciai, Juliette Monsel, Ludovico Tesser, Sushanth Varada, Michael Hein
🇩🇪 Karlsruhe Institute of Technology, Germany: Alexander Mirlin, Jinhong Park, Igor Gornyi, Dmitry Polyakov
🇮🇱 Weizmann Institute of Science, Israel: Yuval Gefen, Ady Stern, Ron Melcer, Bivas Dutta, Vladimir Umansky
🇮🇳 Indian Institute of Science, Bangalore, India: Anindya Das, Saurabh Srivastav, Ravi Kumar, Ujjal Roy
🇨🇳 Beijing Academy of Quantum Information Sciences, China: Gu Zhang
🇸🇪 Stockholm University, Sweden: Eddy Ardonne, Hans Hansson, Jan Budich, Thomas Klein Kvorning
🇺🇸 University of Chicago, USA: Shinsei Ryu
🇺🇸 University of Illinois at Urbana-Champaign, USA: AtMa P.O. Chan
🇯🇵 National Institute for Materials Science, Japan: Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi
🇨🇭University of Geneva, Switzerland: Florian Stäbler, Eugene Sukhorukov
🇫🇷 University of Paris, France: Inès Safi