W01 - Abbildung topologischer Phasen von lasergetriebenen Wenig- und Vielteilchensystemen

Projektbeschreibung

In Projekt W01 werden wir fundamentale Fragestellungen zu topologischen Eigenschaften von  Quanten- und photonischen Systemen untersuchen, und zwar für stark getriebene, wechselwirkende Mehrteilchensysteme, wie sie z.B. in der intensiven Laser-Materie-Wechselwirkung auftreten. Mit unseren theoretischen und experimentellen Methoden werden wir beantworten, wie topologische Invarianten in nichtlinearen Systemen definiert werden können und was die Charakteristiken der topologischen Randzustände in wechselwirkenden oder nichtlinearen Systemen sind. Wir werden untersuchen, wie sich topologische Eigenschaften unter Abbildungen auf andere Dimensionen verhalten.  Mit unseren Ergebnissen werden wir den Weg zur Untersuchung von Multielektronendynamik auf photonischen Plattformen ebnen.  

Kooperation mit Projekten

S01, S02, S03, S04, S05, S06, W02, W04, W05, W06, W07

Publikationen

  • Selective filtering of photonic quantum entanglement via anti-parity-time symmetry
    M. A. Selim, M. Ehrhardt, Y. Ding, H. M. Dinani, Q. Zhong, A. Perez‐Leija, Ş. K. Özdemir, M. Heinrich, A. Szameit, D. N. Christodoulides and M. Khajavikhan
    Science 387,1424-1428, (2025)
     
  • Tracing Information Flow from Open Quantum Systems
    J. Dziewior, L. Ruscio, L. Knips, E. Meyer, A. Szameit and J.D.A. Meinecke
    Laser Photonics Rev 2400737 (2025)
     
  • Observation of Joule-Thomson photon-gas expansion
    M.S. Kirsch, G.G. Pyrialakos, R. Altenkirch, M.A. Selim, J. Beck, T.A.W. Wolterink, H.Z. Ren, P.S. Jung, M. Khajavikhan, A. Szameit, M. Heinrich and D.N. Christodoulides
    Nat. Phys. (2025)
     
  • Crossing exceptional points in non-Hermitian quantum systems
    F.U.J. Klauck, M. Heinrich, A. Szameit and T.A.W. Wolterink
    Sci. Adv. 11, eadr8275 (2025)
     
  • The attoscience of strong-field-driven solids
    S.M. Cavaletto, K.M. Kowalczyk, F.O. Navarrete and J. Rivera-Dean
    Nat Rev Phys 7, 38–49 (2025)
     
  • Demonstration of lossy linear transformations and two-photon interference on a photonic chip
    K. Wang, S.J.U. White, A. Szameit, A.A. Sukhorukov and A.S. Solntsev
    Phys. Rev. Research 6, 043076 (2024)
     
  • Topological Hong-Ou-Mandel interference
    M. Ehrhardt, C. Dittel, M. Heinrich and A. Szameit
    Science 384, 1340-1344 (2024)
     
  • Interaction-induced directional transport on periodically driven chains
    H. Drueeke and D. Bauer
    Phys. Rev. Research 6, 023032 (2024)
     
  • Discrete nonlinear topological photonics
    A. Szameit and M.C. Rechtsman
    Nat. Phys. 20, 905–912 (2024)
     
  • Harnessing collective radiative phenomena on a photonic Kagome lattice
    I. Salinas, J. Cornejo, A. Szameit, P. Solano and R.A. Vicencio
    APL Photonics 9(2), 20801 (2024)
     
  • Parity–time-symmetric photonic topological insulator
    A. Fritzsche, T. Biesenthal, L.J. Maczewsky, K. Becker, M. Ehrhardt, M. Heinrich, R. Thomale, Y. N. Joglekar and A. Szameit
    Nat. Mater. 23, 377-382, (2024)
     
  • The Vortex Surface in a Three-Body Quantum System
    T.A. Guarda, F. Navarrete, R.O. Barrachina
    Atoms 11(11), 147 (2023)
     
  • Exploring new states of matter with a photonic emulator
    F. Karbstein, S. Stützer, H. Gies, and A. Szameit
    Phys. Rev. Research 5(4) L042036 (2023)
     
  • Theory of nonlinear corner states in photonic fractal lattices
    B. Ren, Y. V. Kartashov, L. J. Maczewsky, M. S. Kirsch, H. Wang, A. Szameit, M. Heinrich and Y. Zhang
    Nanophotonics, 12(19), 3829-3838, (2023)
     
  • A Perspective on Synthetic Dimensions in Photonics
    M. Ehrhardt, S. Weidemann, L. J. Maczewsky, M. Heinrich and A. Szameit
    Laser Photon. Rev., 17(7), 2200518 (2023)
     
  • Supersymmetric Reshaping and Higher-Dimensional Rearrangement of Photonic Lattices
    T. A. W. Wolterink, M. Heinrich and A. Szameit
    Laser Photon. Rev., 17(10), 2300200 (2023)
     
  • Order-Invariant Two-Photon Quantum Correlations in PT-Symmetric Interferometers
    T. A. W. Wolterink, M. Heinrich, S. Scheel and A. Szameit
    ACS Photonics, 10(10), 3451-3457 (2023)
     
  • Steering edge currents through a Floquet topological insulator
    H. Drüeke, M. Meschede und D. Bauer
    Phys. Rev. Research 5(2), 023056 (2023)
     
  • The N-shaped partition method: A novel parallel implementation of the Crank Nicolson algorithm
    Y. Lutsyshyn, F. Navarrete und D. Bauer
    Comput. Phys. Commun. 287, 108713 (2023)
    (auch verfügbar auf arXiv)
     
  • Three-dimensional non-Abelian quantum holonomy
    V. Neef, J. Pinske, F. Klauck, L. Teuber, M. Kremer, M. Ehrhardt, M. Heinrich, S. Scheel and A. Szameit
    Nature Physics 19(1), 30-34 (2023)
     
  • Photonic topological insulator induced by a dislocation in three dimensions
    E. Lustig, L. J. Maczewsky, J. Beck, T. Biesenthal, M. Heinrich, Z. Yang, Y. Plotnik, A. Szameit und M. Segev
    Nature 609, 931-935 (2022)
     
  • News & Views: Optically sensing topological phase transitions
    D. Bauer
    Nat. Photon. 16(9), 614-615 (2022)
     
  • Topological triple phase transition in non-Hermitian Floquet quasicrystals
    S. Weidemann, M. Kremer, S. Longhi und A. Szameit
    Nature 601, 354-359 (2022)
     
  • Topologically protected frequency control of broadband signals in dynamically modulated waveguide arrays
    F. S. Piccioli, A. Szameit und Iacopo Carusotto
    Phys. Rev. A 105(5), 053519 (2022)
     
  • Observation of photonic constant-intensity waves and induced transparency in tailored non-Hermitian lattices
    A. Steinfurth, I. Krešić, S. Weidemann, M. Kremer, K. G. Makris, M. Heinrich, S. Rotter und A. Szameit
    Science Advances 8(21), eabl7412 (2022)
     
  • Getting topological photonics out of the laboratory
    B. Zhen,  A. Blanco Redondo, A. Szameit und P. Genevet 
    Nature Communications 13(1), 2249 (2022)
     
  • Bimorphic Floquet topological insulators
    G. G. Pyrialakos, J. Beck, M. Heinrich, L. J. Maczewsky, N. V. Kantartzis, M. Khajavikhan, A. Szameit und D. N. Christodoulides 
    Nature Materials 21(6), 634-639 (2022)
     
  • A braid for light
    S. Scheel und A. Szameit 
    Nature Photonics 16, 344-345 (2022)
     
  • Fractal photonic topological insulators
    T. Biesenthal, L. J. Maczewsky, Z. Yang, M. Kremer, M. Segev, A. Szameit und M. Heinrich
    Science 376, 1114-1119 (2022)
     
  • Observation of photonic constant-intensity waves and induced transparency in tailored non-Hermitian lattices
    A. Steinfurth, I. Krešić, S. Weidemann, M. Kremer, K. G. Makris, M. Heinrich, S. Rotter und A. Szameit
    Science Advances 8, eabl7412 (2022)
     
  • Observation of Anderson localization beyond the spectrum of the disorder
    A. Dikopoltsev, S. Weidemann, M. Kremer, A. Steinfurth, H. Herzig Sheinfux, A. Szameit und M. Segev
    Science Advances 8, eabn7769 (2022)

Projektleitung

Prof. Alexander Szameit
Tel.: +49 (0)381 498 6790
Email: alexander.szameituni-rostockde

Prof. Dieter Bauer
Tel.: +49 (0)381 498 6940
Email: dieter.baueruni-rostockde

Institution

Universität Rostock
Institut für Physik
Albert-Einstein-Str. 23
18059 Rostock