Nanofisica e Sistemi Quantistici

Missione specifica

Il gruppo “Nanophysics and quantum systems" si dedica alla modellizzazione teorica e alla simulazione di un ampio spettro di fenomeni nell'ambito della fisica quantistica, spaziando da argomenti applicativi come i laser a cascata quantica e l'optoelettronica nei nanodispositivi, a problemi fondamentali come gli effetti delle correlazioni, il ruolo di decoerenza e dissipazione indotte dall'ambiente, i fenomeni fuori equilibrio, l'informazione quantistica, allo scopo comune di comprendere come nuovi effetti quantistici fondamentali possano essere osservati in sistemi realistici.

Principali linee di ricerca

• Processi quantistici in nanomateriali e nanodispositivi optoelettronici;
• Effetti di correlazione in sistemi a bassa dimensionalità;
• Fenomeni quantistici di trasporto e fisica dei sistemi mesoscopici;
• Materiali topologici, grafene e sistemi ibridi;
• Informazione quantistica: entanglement, transizioni di fase quantistiche e schemi di processamento in fisica della materia condensata;
• Effetti quantistici in gas atomici e ionici confinati

Principali collaborazioni

• Università di Würzburg (Germania),
• CEA Grenoble (Francia),
• CNR-NEST e Scuola Normale Superiore di Pisa (Italia),
• INRIM (Italia)
• CNR e Physics Department of the Università di Bologna (Italia)
• Centro Atomico de Bariloche & Universidad de Buenos Aires (Argentina)
• Università  of California, Davis (USA)
• RF-microwave and computational electronics (DET, Politecnico di Torino, Italia)
• MIT (USA)
• Sissa e CNR Democritos, Trieste (Italia)
• Technical University of Dresden (Germania)
• University of Düsseldorf (Germania)
• Los Alamos National Laboratory, Los Alamos (USA)
• Institut de Ciencies Fotoniques, Barcelona  (Spagna)

PUBBLICAZIONI

La lista completa delle pubblicazioni è disponibile  sulla webpage del gruppo. Nell'area dedicata in questa pagina una selezione delle pubblicazioni più recenti o di maggior rilievo.

Progetti e pubblicazioni

• Selezione di progetti di ricerca finanziati
  • NON-EQUILIBRIUM COHERENT THERMAL EFFECTS IN QUANTUM SYSTEMS
    DOLCINI FABRIZIO
    2023 - 2025 (In corso)
  • DIPOLAR QUANTUM SIMULATOR OF TOPOLOGICAL PHASES
    BARBIERO LUCA
    2023 - 2025 (In corso)
• Selezione di pubblicazioni recenti
  2023

  1. Floquet-Engineered Nonlinearities and Controllable Pair-Hopping Processes: From Optical Kerr Cavities to Correlated Quantum Matter
     articolo
     

     Goldman, N.; Diessel, O. K.; Barbiero, L.; Prüfer, M.; Di Liberto, M.; Peralta Gavensky, L.
     PRX QUANTUM
     American Physical Society
     Vol.4 pp.37 (pp.1-37) ISSN:2691-3399 DOI:10.1103/PRXQuantum.4.040327

  2. Frustrated magnets without geometrical frustration in bosonic flux ladders
     articolo
     

     Barbiero, Luca; Cabedo, Josep; Lewenstein, Maciej; Tarruell, Leticia; Celi, Alessio
     PHYSICAL REVIEW RESEARCH
     American Physical Society
     Vol.5 pp.7 (pp.1-7) ISSN:2643-1564 DOI:10.1103/PhysRevResearch.5.L042008

  3. Topology in the space-time scaling limit of quantum dynamics
     articolo
     

     Rossi, Lorenzo; Carl Budich, Jan; Dolcini, Fabrizio
     PHYSICAL REVIEW. B
     American Physical Society
     Vol.107 pp.5 (pp.1-5) ISSN:2469-9950 DOI:10.1103/PhysRevB.107.L241402

  2022

  1. Promoting equity, diversity and inclusion: policies, strategies and future directions in higher education, research communities and business
     proceeding
     

     Vargas-Solar, G.; Cerquitelli, T.; Montorsi, A.; Salvai, S.; Sangineti, M. T.; Darmont, J.; Favre, C.
     In: 2022 IEEE International Conference on Big Data (Big Data)
     IEEE
     IEEE International Conference on Big Data (Osaka (JPN)) December 17-20, 2022
     pp.9 (pp.4710-4718) ISBN:9781665480451 DOI:10.1109/BigData55660.2022.10020621

  2. Dynamics of a massive superfluid vortex in rk confining potentials
     articolo
     

     Richaud, Andrea; Massignan, Pietro; Penna, Vittorio; Fetter, Alexander
     PHYSICAL REVIEW A
     APS
     Vol.106 pp.9 ISSN:2469-9926 DOI:10.1103/PhysRevA.106.063307

  3. Interacting second-order topological insulators in one-dimensional fermions with correlated hopping
     articolo
     

     Montorsi, A.; Bhattacharya, U.; Gonz??lez-Cuadra, Daniel; Lewenstein, M.; Palumbo, G.; Barbiero, L.
     PHYSICAL REVIEW. B
     American Physical Society
     Vol.106 pp.7 ISSN:2469-9950 DOI:10.1103/physrevb.106.l241115

  4. Nonlinear current and dynamical quantum phase transitions in the flux-quenched Su-Schrieffer-Heeger model
     articolo
     

     Rossi, Lorenzo; Dolcini, Fabrizio
     PHYSICAL REVIEW. B
     American Physical Society
     Vol.106 pp.8 ISSN:2469-9950 DOI:10.1103/PhysRevB.106.045410

  5. Redundantly Amplified Information Suppresses Quantum Correlations in Many-Body Systems
     articolo
     

     Girolami, Davide; Touil, Akram; Yan, Bin; Deffner, Sebastian; Zurek, Wojciech H.
     PHYSICAL REVIEW LETTERS
     American Physical Society
     Vol.129 pp.7 ISSN:1079-7114 DOI:10.1103/PhysRevLett.129.010401

  6. Topological Quantum Critical Points in the Extended Bose-Hubbard Model
     articolo
     

     Fraxanet, J.; Gonzalez-Cuadra, D.; Pfau, T.; Lewenstein, M.; Langen, T.; Barbiero, L.
     PHYSICAL REVIEW LETTERS
     American Physical Society
     Vol.128 pp.7 ISSN:0031-9007 DOI:10.1103/PhysRevLett.128.043402

  2021

  1. Fisica. Elettromagnetismo e onde
     curatela
     

     Mazzoldi, Paolo; Nigro, Massimo; Voci, Cesare; Iotti, Rita Claudia; Barbero, Giovanni
     Edises Università srl (ITALIA)
     Vol.2 pp.816 ISBN:9788836230303

  2. Confinement and Mott Transitions of Dynamical Charges in One-Dimensional Lattice Gauge Theories
     articolo
     

     Kebric, M.; Barbiero, L.; Reinmoser, C.; Schollwock, U.; Grusdt, F.
     PHYSICAL REVIEW LETTERS
     American Physical Society
     Vol.127 pp.14 ISSN:0031-9007 DOI:10.1103/PhysRevLett.127.167203

  3. Hubbard model on triangular N -leg cylinders: Chiral and nonchiral spin liquids
     articolo
     

     Tocchio, L. F.; Montorsi, A.; Becca, F.
     PHYSICAL REVIEW RESEARCH
     American Physical Society
     Vol.3 pp.9 (pp.043082-1-043082-9) ISSN:2643-1564 DOI:10.1103/PhysRevResearch.3.043082

  4. Quantifying the Difference between Many-Body Quantum States
     articolo
     

     Girolami, Davide; Anzà, Fabio
     PHYSICAL REVIEW LETTERS
     American Physical Society
     Vol.126 pp.6 ISSN:0031-9007 DOI:10.1103/PhysRevLett.126.170502

  5. Dynamics of massive point vortices in a binary mixture of Bose-Einstein condensates
     articolo
     

     Richaud, Andrea; Penna, Vittorio; Fetter, Alexander
     PHYSICAL REVIEW A
     APS
     Vol.103 pp.10 ISSN:2469-9926 DOI:10.1103/PhysRevA.103.023311

  2020

  1. Simulation of electronic quantum devices: Failure of semiclassical models
     articolo
     

     Iotti, R. C.; Rossi, F.
     APPLIED SCIENCES
     MDPI AG
     Vol.10 pp.23 ISSN:2076-3417 DOI:10.3390/app10031114

  2. Magnetic and spin-liquid phases in the frustrated t-t′ Hubbard model on the triangular lattice
     articolo
     

     Tocchio, L. F.; Montorsi, A.; Becca, F.
     PHYSICAL REVIEW. B
     American Physical Society
     Vol.102 pp.7 (pp.115150-1-115150-7) ISSN:2469-9950 DOI:10.1103/PhysRevB.102.115150

  3. Majorana-like localized spin density without bound states in topologically trivial spin-orbit coupled nanowires
     articolo
     

     Rossi, Lorenzo; Dolcini, Fabrizio; Rossi, Fausto
     PHYSICAL REVIEW. B
     American Physical Society
     Vol.101 pp.16 ISSN:2469-9969 DOI:10.1103/PhysRevB.101.195421

  2019

  1. Problemi di fisica. Meccanica e termodinamica. Ediz. Mylab. Con Contenuto digitale per download e accesso on line
     monografia
     

     Daghero, Dario; Iotti, Rita Claudia; Mandracci, Pietro; Ruggiero, Matteo Luca
     Pearson Italia spa
     pp.260 ISBN:9788891904959

  2. Quench-induced dynamical phase transitions and π -synchronization in the Bose-Hubbard model
     articolo
     

     Pizzi, A.; Dolcini, F.; Le Hur, K.
     PHYSICAL REVIEW. B
     American Physical Society
     Vol.99 pp.18 ISSN:2469-9950 DOI:10.1103/PhysRevB.99.094301

  3. Pathway toward the formation of supermixed states in ultracold boson mixtures loaded in ring lattices
     articolo
     

     Richaud, A; Penna, V
     PHYSICAL REVIEW A
     APS
     Vol.100 pp.11 ISSN:2469-9926 DOI:10.1103/PhysRevA.100.013609

  4. The mixing-demixing phase diagram of ultracold heteronuclear mixtures in a ring trimer
     articolo
     

     Richaud, A; Zenesini, A; Penna, V
     SCIENTIFIC REPORTS
     Nature publishing group
     Vol.9 pp.13 ISSN:2045-2322 DOI:10.1038/s41598-019-43365-6

  5. Interaction-Induced Fractionalization and Topological Superconductivity in the Polar Molecules Anisotropic t−J Model
     articolo
     

     Fazzini, Serena; Barbiero, Luca; Montorsi, Arianna
     PHYSICAL REVIEW LETTERS
     American Physical Society
     Vol.122 pp.6 (pp.106402-1-106402-6) ISSN:0031-9007 DOI:10.1103/PhysRevLett.122.106402

  2018

  1. Metal-insulator transitions, superconductivity, and magnetism in the two-band Hubbard model
     articolo
     

     Caterina De Franco, ; Tocchio, Luca F.; Becca, Federico
     PHYSICAL REVIEW. B
     APS
     Vol.98 pp.10 (pp.075117-1-075117-10) ISSN:2469-9950 DOI:10.1103/PhysRevB.98.075117

  2. Magnetic field effects on a nanowire with inhomogeneous Rashba spin-orbit coupling: Spin properties at equilibrium
     articolo
     

     Dolcini, Fabrizio; Rossi, Fausto
     PHYSICAL REVIEW. B
     American Physical Society
     Vol.98 pp.18 ISSN:2469-9950 DOI:10.1103/PhysRevB.98.045436

  3. The phase-separation mechanism of a binary mixture in a ring trimer
     articolo
     

     Penna, V; Richaud, A
     SCIENTIFIC REPORTS
     Nature Publishing group
     Vol.8 pp.13 ISSN:2045-2322 DOI:10.1038/s41598-018-28573-w

  2017

  1. Hidden magnetism in periodically modulated one dimensional dipolar fermions
     articolo
     

     Fazzini, Serena; Montorsi, Arianna; Roncaglia, Marco; Barbiero, Luca
     NEW JOURNAL OF PHYSICS
     IOP Publishing
     Vol.19 pp.8 (pp.123008-1-123008-8) ISSN:1367-2630 DOI:10.1088/1367-2630/aa9037

  2. Wigner-function formalism applied to semiconductor quantum devices: Need for nonlocal scattering models
     articolo
     

     Iotti, Rita Claudia; Dolcini, Fabrizio; Rossi, Fausto
     PHYSICAL REVIEW. B
     APS
     Vol.96 pp.11 (pp.115420-1-115420-11) ISSN:2469-9950 DOI:10.1103/PhysRevB.96.115420

  3. Thermometry of bosonic mixtures in Optical Lattices via Demixing
     articolo
     

     Lingua, Fabio; Capogrosso Sansone, B.; Minardi, F.; Penna, Vittorio
     SCIENTIFIC REPORTS
     ‎Nature Publishing Group
     Vol.7 pp.9 ISSN:2045-2322 DOI:10.1038/s41598-017-05353-6

  4. Symmetry-protected topological phases of one-dimensional interacting fermions with spin-charge separation
     articolo
     

     Montorsi, Arianna; Dolcini, Fabrizio; Iotti, Rita Claudia; Rossi, Fausto
     PHYSICAL REVIEW. B
     APS
     Vol.95 pp.7 ISSN:2469-9950 DOI:10.1103/PhysRevB.95.245108

  5. Weak localization in electric-double-layer gated few-layer graphene
     articolo
     

     Gonnelli, Renato; Piatti, Erik; Sola, Alessandro; Tortello, Mauro; Dolcini, Fabrizio; Galasso, Sara; Nair, JIJEESH RAVI; Gerbaldi, Claudio; Cappelluti, Emmanuele; Bruna, Matteo; Ferrari, Andrea
     2D MATERIALS
     IOP Publishing Ltd
     Vol.4 pp.13 ISSN:2053-1583 DOI:10.1088/2053-1583/aa5afe

  2016

  1. Photoexcitation of electron wave packets in quantum spin Hall edge states: Effects of chiral anomaly from a localized electric pulse
     articolo
     

     Dolcini, Fabrizio; Iotti, Rita Claudia; Montorsi, Arianna; Rossi, Fausto
     PHYSICAL REVIEW. B
     American Physical Society
     Vol.94 pp.14 (pp.1-14) ISSN:2469-9950 DOI:10.1103/PhysRevB.94.165412

  2. Off-resonance regimes in nonlinear quantum Rabi models
     articolo
     

     Penna, Vittorio; Raffa, Francesco Antonino
     PHYSICAL REVIEW A
     APS
     Vol.93 pp.10 (pp.1-10) ISSN:2469-9926 DOI:10.1103/PhysRevA.93.043814

  2015

  1. Electronic phase coherence vs. dissipation in solid-state quantum devices: Two approximations are better than one
     articolo
     

     Iotti, Rita Claudia; Rossi, Fausto
     EUROPHYSICS LETTERS
     Institute of Physics Publishing
     Vol.112 pp.6 ISSN:0295-5075 DOI:10.1209/0295-5075/112/67005

  2. Electron-phonon coupling in metallic carbon nanotubes: Dispersionless electron propagation despite dissipation
     articolo
     

     Rosati, Roberto; Dolcini, Fabrizio; Rossi, Fausto
     PHYSICAL REVIEW. B, CONDENSED MATTER AND MATERIALS PHYSICS
     American Physical Society
     Vol.92 pp.12 ISSN:1098-0121 DOI:10.1103/PhysRevB.92.235423

  3. Quantum correlation dynamics in photosynthetic processes assisted by molecular vibrations
     articolo
     

     Giorgi, G. L.; Roncaglia, Marco; Raffa, Francesco Antonino; Genovese, M.
     ANNALS OF PHYSICS
     Elsevier
     Vol.361 pp.10 (pp.72-81) ISSN:0003-4916 DOI:10.1016/j.aop.2015.06.002

  4. Topological Josephson phi0-junctions
     articolo
     

     Dolcini, Fabrizio; Houzet, Manuel; . Meyer, Julia S.
     PHYSICAL REVIEW. B, CONDENSED MATTER AND MATERIALS PHYSICS
     American Physical Society
     Vol.92 pp.7 (pp.035428-1-035428-7) ISSN:1098-0121 DOI:10.1103/PhysRevB.92.035428

  2014

  1. Bipartite entanglement of quantum states in a pair basis
     articolo
     

     Roncaglia, Marco; Montorsi, Arianna; Marco, Genovese
     PHYSICAL REVIEW A
     AMER PHYSICAL SOC, ONE PHYSICS ELLIPSE, COLLEGE PK, MD 20740-3844 USA
     Vol.90 pp.8 ISSN:1050-2947 DOI:10.1103/PhysRevA.90.062303

  2. Scattering nonlocality in quantum charge transport: Application to semiconductor nanostructures
     articolo
     

     Rosati, Roberto; Rossi, Fausto
     PHYSICAL REVIEW. B, CONDENSED MATTER AND MATERIALS PHYSICS
     American Physical Society
     Vol.89 pp.16 (pp.205415-1-205415-16) ISSN:1098-0121 DOI:10.1103/PhysRevB.89.205415

  3. Where do bosons actually belong?
     articolo
     

     Marzuoli, A.; Raffa, Francesco Antonino; Rasetti, Mario
     JOURNAL OF PHYSICS. A, MATHEMATICAL AND THEORETICAL
     Institute Of Physics (IOP)
     Vol.47 pp.9 (pp.275202-1-275202-9) ISSN:1751-8113 DOI:10.1088/1751-8113/47/27/275202

  4. Tunnel junction of helical edge states: Determining and controlling spin-preserving and spin-flipping processes through transconductance
     articolo
     

     Sternativo, Pietro; Dolcini, Fabrizio
     PHYSICAL REVIEW. B, CONDENSED MATTER AND MATERIALS PHYSICS
     American Physical Society (APS)
     Vol.89 pp.14 (pp.035415-1-035415-14) ISSN:1098-0121 DOI:10.1103/PhysRevB.89.035415

  2013

  1. Coupled carrier–phonon nonequilibrium dynamics in terahertz quantum cascade lasers: a Monte Carlo analysis
     articolo
     

     Iotti, Rita Claudia; Rossi, Fausto
     NEW JOURNAL OF PHYSICS
     Institute of Physics Publishing, IOP PUBLISHING LTD,
     Vol.15 pp.10 ISSN:1367-2630 DOI:10.1088/1367-2630/15/7/075027

  2. How hidden orders generate gaps in one-dimensional fermionic systems
     articolo
     

     Barbiero, L.; Montorsi, Arianna; Roncaglia, Marco
     PHYSICAL REVIEW. B, CONDENSED MATTER AND MATERIALS PHYSICS
     American Physical Society (APS)
     Vol.88 pp.5 (pp.035109-1-035109-5) ISSN:1098-0121 DOI:10.1103/PhysRevB.88.035109

  3. Wigner-function formalism applied to semiconductor quantum devices: Failure of the conventional boundary condition scheme
     articolo
     

     Rosati, Roberto; Dolcini, Fabrizio; Iotti, Rita Claudia; Rossi, Fausto
     PHYSICAL REVIEW. B, CONDENSED MATTER AND MATERIALS PHYSICS
     American Physical Society (APS)
     Vol.88 pp.16 (pp.035401-1-035401-16) ISSN:1098-0121 DOI:10.1103/PhysRevB.88.035401

  2012

  1. Non-local order parameters for the 1D Hubbard model
     articolo
     

     Montorsi, Arianna; Roncaglia, M.
     PHYSICAL REVIEW LETTERS
     American Physical Society
     Vol.109 pp.5 ISSN:0031-9007 DOI:10.1103/PhysRevLett.109.236404

  2. Phonon-Induced Backscattering in Helical Edge States
     articolo
     

     Budich, J. C.; Dolcini, Fabrizio; Recher, P.; Trauzettel, B.
     PHYSICAL REVIEW LETTERS
     American Physical Society
     Vol.108 pp.4 (pp.086602-1-086602-4) ISSN:0031-9007 DOI:10.1103/PhysRevLett.108.086602

Sito Web

Responsabile

• ROSSI FAUSTO

Personale strutturato

• BARBIERO LUCA
• DOLCINI FABRIZIO
• GIROLAMI DAVIDE
• IOTTI RITA CLAUDIA
• MONTORSI ARIANNA
• PENNA VITTORIO
• RAFFA FRANCESCO ANTONINO
• TOCCHIO LUCA FAUSTO

Ricercatori RTDA

• BARBIERO LUCA
• BUCCHERI FRANCESCO

PhD, Post-docs e Assegnisti di ricerca

• BELLETTINI ALICE
• CUZZUOL NITYA
• MARINO VITO
• MEDINA CUY FABIAN GONZALO
• PELUSO MARCO