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Natural Sciences and Engineering

William Witczak-Krempa

Properties of materials during quantum phase transitions

Professeur agrégé

Faculté des arts et des sciences - Département de physique

Complexe des sciences, room B-4426

514 343-6669

w.witczak-krempa@umontreal.ca

Media

William Witczak-Krempa - Cornering the universal shape of fluctuations and entanglement - 2021/03/22

Understanding the fluctuations of observables is one of the main goals in physics. We investigate such fluctuations when a subregion of the full system can be observed, focusing on geometries with corners. We report that the dependence on the opening angle is super-universal: up to a numerical prefactor, this function does not depend on anything, provided the system under study is uniform, isotropic, and correlations do not decay too slowly.

Profile

Research expertise

I'm a condensed matter theorist working as an Assistant Professor at Université de Montréal, in Québec, Canada. I'm interested in the unsual states of matter that emerge (usually) at low temperature, where quantum mechanics dictates the rules.

I hold a Canada Research Chair in Quantum Phase Transitions

I'm a member of the Centre de Recherches Mathématiques (CRM), a major hub for the mathematical sciences (including mathematical physics), located on the Université de Montréal campus.

Biography

William Witczak-Krempa, titulaire d’un doctorat en physique de la matière condensée de l’Université de Toronto, est professeur agrégé au département de physique. En plus d’enseigner, celui-ci se consacre à ses recherches, qui sont axées sur les phénomènes inusités que produisent les matériaux de pointe soumis à des pressions ou à des champs magnétiques extrêmes. Il s’intéresse en particulier aux transitions de phases quantiques, ce qui consiste à analyser le comportement de ces matériaux à l’échelle microscopique.

Grâce à ce champ d’études, on a notamment découvert que certains matériaux soumis à des températures très basses deviennent des supraconducteurs, c’est-à-dire qu’ils permettent la transmission du courant électrique sans offrir de résistance. L’une des applications potentielles de ce phénomène quantique serait la fabrication de fils à haute tension pour les réseaux électriques afin de réduire de façon draconienne les pertes d’énergie.

William Witczak-Krempa donne un cours d’optique quantique aux étudiants de troisième année. Dans les prochaines années, il souhaite créer un groupe de recherche avec des étudiants pour en faire des scientifiques créatifs, en établissant plusieurs collaborations avec des chercheurs d’autres universités au Canada, en Israël et aux États-Unis, dont l’Université Harvard, où il a effectué son postdoctorat avant de se joindre au corps professoral de l’UdeM.

Awards and recognitions

  • NSERC Postdoctoral Fellowship (held at Harvard)
  • Walter Sumner Fellowship
  • NSERC Alexander Graham Bell CGS Doctoral Fellowship
  • Horace Watson Gold Medal in Physics, McGill University
  • Anne Molson gold medal, McGill University

Teaching and supervision

Student supervision

Theses and dissertation supervision (Papyrus Institutional Repository)

2022

Opérateurs monopôles dans les transitions hors d'un liquide de spin de Dirac

Graduate : Dupuis, Éric
Cycle : Doctoral
Grade : Ph. D.
2021

Conductivité pour des fermions de Dirac près d’un point critique quantique

Graduate : Martin, Simon
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.
2021

Entropie d’intrication de régions squelettiques

Graduate : Vigeant, Alex
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.
2020

Les polarons magnétiques et la phase nématique dans l'Eu1-xCaxB6

Graduate : Beaudin, Gabrielle
Cycle : Doctoral
Grade : Ph. D.

Projects

Research projects

2022 - 2029

Centre de recherches mathématiques (CRM)

Lead researcher : Octavian Cornea
Co-researchers : Luc Vinet , Christiane Rousseau , Sabin Lessard , François Perron , Sylvie Hamel , Gena Hahn , Marlène Frigon , Mireille Schnitzer , Karim Jerbi , Alexander Fribergh , Guillaume Lajoie , Margarida Carvalho , Florian Maire , Guy Wolf , Benjamin Seamone , Egor Shelukhin , Jacques Bélair , François Lalonde , Robert Gwyn Owens , Gilles Brassard , Alain Vinet , Michel Delfour , Yvan Saint Aubin , Manuel Morales , Alejandro Murua , Frédéric Dupont-Dupuis , Paul M Gauthier , Maciej Augustyniak , Manu Paranjape , Véronique Hussin , Fahima Nekka , Mylène Bédard , Christian Léger , Yoshua Bengio , Pierre Duchesne , Jun Li , Nadia El-Mabrouk , William Witczak-Krempa , Andrew Granville , Dana Schlomiuk , Iosif Polterovich , Hugo Chapdelaine , Matilde Lalin , Benoît Mâsse , Dimitrios Koukoulopoulos , Morgan Craig , Line Baribeau , Hélène Cossette , Christian Genest , Frédéric Gourdeau , Claude Levesque , Étienne Marceau , Thomas Joseph Ransford , Louis-Paul Rivest , Jean-Marie De Koninck , Javad Mashreghi , Thierry Duchesne , Alexandre Bureau , José Manuel Urquiza , Michael Lau , Jean-Philippe Lessard , Anne-Sophie Charest , Alexandre Girouard , Khader Khadraoui , Antonio Lei , Pengfei Guan , Xiaowen Chang , Prakash Panangaden , R Platt , Michael C. Mackey , John A Toth , Henri Darmon , Niky Kamran , Jacques Claude Hurtubise , Adrian Iovita , Peter Bartello , Eyal Goren , Dmitry Jakobson , Masoud Asgharian-Dastenael , Vojkan Jaksic , Daniel Tzvi Wise , Anthony Raymond Humphries , Frederic Guichard , Russell Steele , Erik P. Cook , Robert Brandenberger , Adrian Vetta , Erica Moodie , Keshav Dasgupta , Christophe Grova , David Stephens , Rustum Choksi , Abbas Khalili Mahmoudabadi , Gantumur Tsogtgerel , Johanna Neslehova , Jean-Christophe Nave , Paul François , Hamed Hatami , Anmar Khadra , Adam M. Oberman , Michael Yves Michel Pichot , Simon Gravel , Frédéric Lesage , Jean-Marc Lina , Vladimir Makarenkov , Alexander Maloney , Dana Louigi Addario-Berry , André Garon , Éric P. Marchand , Debbie Janice Dupuis , Yogendra Chaubey , Chantal David , José Garrido , Pawel Gora , John P. Harnad , Hershy Kisilevsky , Galia Dafni , D. Korotkin , Xiaowen Zhou , Marco Bertola , Arusharka Sen , Alexei Kokotov , Wei Sun , Cody Hyndman , Alina Stancu , Patrice Gaillardetz , Lea Popovic , André Dieter Bandrauk , Ibrahim Assem , Tomasz Kaczynski , Shiping Liu , Vasilisa Shramchenko , Maxime Descoteaux , Taoufik Bouezmani , François Bergeron , Steven P. Boyer , Srecko Brlek , Sorana Froda , Christophe Reutenauer , Roger Villemaire , Jean-François Renaud , Vestislav Apostolov , Steven Lu , Fabrice Larribe , Christophe Hohlweg , Abdoulaye Banire Diallo , Mathieu Boudreault , Geneviève Lefebvre , FRANCO SALIOLA , Alexandre Roch , Arthur Charpentier , Frédéric Rochon , Mathieu Pigeon , Bruno L. Rémillard , Alexandre Blondin-Massé , Benoit Larose , Thomas Brüstle , Richard Fournier , Linan Chen , Clement Hyvrier , Piotr Przytycki , Alfred Michel Grundland , Denis Talbot , Habib Benali , Frédéric Godin , Marcin Sabok , Yi Yang , Anne Mackay , Ting-Huei Chen , Aurélie Labbe , Mélina Mailhot , Alexandra Schmidt , Simon Philippe Caron-Huot , Laurent Charlin , Janosch Ortmann , Sarah Harrison , Tim Hoheisel , Jean Deteix , Jessica Lin , Michael Lipnowski , Giovanni Rosso , Thomas Hugh , Jean-Philippe Burelle , Julien Keller , Félix Camirand Lemyre , Marie-Pier Côté , Damir Kinzebulatov , Duncan McCoy , Klaus Herrmann , Felix Kwok , Courtney Paquette , Anush Tserunyan , Suresh Krishna , Valentino Tosatti , Patrick Brodie Allen , Jérôme Vétois
Funding sources: FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Grant programs: PVXXXXXX-(RS) Programme de regroupements stratégiques
2022 - 2029

Regroupement québécois sur les matériaux de pointe (RQMP)

Lead researcher : François Schiettekatte
Funding sources: FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Grant programs: PVXXXXXX-(RS) Programme de regroupements stratégiques
2021 - 2026

Canada Research Chair in Quantum Phase Transitions

Lead researcher : William Witczak-Krempa
Funding sources: SPIIE/Secrétariat des programmes interorganismes à l’intention des établissements
Grant programs: PVX50399-Chaires de recherche du Canada
2021 - 2024

Chiralité dans les matériaux quantiques

Lead researcher : Louis L. Taillefer
Co-researchers : William Witczak-Krempa
Funding sources: FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Grant programs: PV113724-(PR) Projets de recherche en équipe (et possibilité d'équipement la première année)
2016 - 2024

Dynamics and entanglement near quantum phase transitions

Lead researcher : William Witczak-Krempa
Funding sources: CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Grant programs: PVX20965-(RGP) Programme de subvention à la découverte individuelle ou de groupe
2015 - 2023

CENTRE DE RECHERCHES MATHEMATIQUES (CRM)

Lead researcher : Luc Vinet , Octavian Cornea
Co-researchers : Pavel Winternitz , Alfred Michel Grundland , Christiane Rousseau , Sabin Lessard , François Perron , Sylvie Hamel , Marlène Frigon , Karim Jerbi , Jacques Bélair , François Lalonde , Robert Gwyn Owens , Gilles Brassard , Alain Vinet , Michel Delfour , Yvan Saint Aubin , Manuel Morales , Paul M Gauthier , Manu Paranjape , Véronique Hussin , Fahima Nekka , Yoshua Bengio , Pierre Duchesne , Jiri Patera , Nadia El-Mabrouk , Louis-Pierre Arguin , Andrew Granville , Iosif Polterovich , Matilde Lalin , Dimitrios Koukoulopoulos , Maciej Augustyniak , Jun Li , William Witczak-Krempa , Mireille Schnitzer , Alexander Fribergh , Benjamin Seamone , Alejandro Murua , Laurent Charlin , Hélène Cossette , Christian Genest , Frédéric Gourdeau , Claude Levesque , Étienne Marceau , Pierre Mathieu , Thomas Joseph Ransford , Louis-Paul Rivest , Jean-Marie De Koninck , Javad Mashreghi , Thierry Duchesne , Alexandre Bureau , M'Hamed Lajmi Lakhal Chaieb , José Manuel Urquiza , Hugo Chapdelaine , Michael Lau , Alexandre Girouard , Khader Khadraoui , Antonio Lei , Pengfei Guan , Xiaowen Chang , Prakash Panangaden , Michael C. Mackey , John A Toth , Henri Darmon , Karl Peter Russell , Niky Kamran , Jacques Claude Hurtubise , Adrian Iovita , Peter Bartello , Eyal Goren , Dmitry Jakobson , Vojkan Jaksic , Daniel Tzvi Wise , Anthony Raymond Humphries , Frederic Guichard , Russell Steele , Erik P. Cook , Robert Brandenberger , Adrian Vetta , Erica Moodie , Keshav Dasgupta , Christophe Grova , Bruce Shepherd , David Stephens , Gantumur Tsogtgerel , Johanna Neslehova , Jean-Christophe Nave , Johannes Walcher , Paul François , Hamed Hatami , Anmar Khadra , Adam M. Oberman , Michael Yves Michel Pichot , Frédéric Lesage , Jean-Marc Lina , Alexander Maloney , Dana Louigi Addario-Berry , André Fortin , André Garon , Dominique Pelletier , Éric P. Marchand , Debbie Janice Dupuis , Syed Ali , Yogendra Chaubey , Christopher Cummins , Chantal David , Eusebius Jacobus Doedel , José Garrido , Pawel Gora , Richard Hall , John P. Harnad , Hershy Kisilevsky , Galia Dafni , D. Korotkin , Xiaowen Zhou , Benoit Larose , Marco Bertola , Alexei Kokotov , Wei Sun , Cody Hyndman , Alina Stancu , Patrice Gaillardetz , Lea Popovic , André Dieter Bandrauk , Ibrahim Assem , Tomasz Kaczynski , Shiping Liu , Virginie Charette , Vasilisa Shramchenko , Maxime Descoteaux , Anne Bergeron , François Bergeron , Steven P. Boyer , Srecko Brlek , Sorana Froda , Christophe Reutenauer , Roger Villemaire , Jean-François Renaud , Vestislav Apostolov , Steven Lu , Pedro Peres-Neto , Christophe Hohlweg , Mathieu Boudreault , Geneviève Lefebvre , FRANCO SALIOLA , Alexandre Roch , Frédéric Rochon , Karim Oualkacha , Mark Powell , Bruno L. Rémillard , Alexandre Blondin-Massé , Thomas Brüstle , Richard Fournier , Linan Chen , Clement Hyvrier , Payman Kassaei , Piotr Przytycki , Denis Talbot , Jean-François Coeurjolly , Frédéric Godin , Marcin Sabok , Yi Yang , Anne Mackay , Paramita Saha Chaudhuri , Jérôme Vétois , Ting-Huei Chen , Aurélie Labbe
Funding sources: FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Grant programs: PVXXXXXX-(RS) Programme de regroupements stratégiques
2020 - 2021

Supplément COVID-19 CRSNG_Dynamics and entanglement near quantum phase transitions

Lead researcher : William Witczak-Krempa
Funding sources: CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Grant programs: PVXXXXXX-Supplément à l’appui des étudiants, des stagiaires postdoctoraux et du personnel de soutien à la recherche COVID-19
2018 - 2021

Nouveaux supraconducteurs dans les matériaux quantiques à fort couplage spin-orbite

Lead researcher : William Witczak-Krempa
Funding sources: FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Grant programs: PVXXXXXX-(NC) Établissement de la relève professorale
2016 - 2021

Dynamics and entanglement near quantum phase transition

Lead researcher : William Witczak-Krempa
Funding sources: SPIIE/Secrétariat des programmes interorganismes à l’intention des établissements
Grant programs: PVX50399-Chaires de recherche du Canada

Outreach

Publications and presentations

Publications

Pour en savoir plus sur les publications de William Witczak-Krempa, consultez son site web : http://physique.umontreal.ca/wwk/fr/publications.html

Disciplines

  • Physics
  • Material Engineering and Metallurgic Engineering

Areas of expertise

  • Condensed matter: elecronic structure, electrical, magnetic, and optical properties
  • Condensed matter physics
  • Quantum phase transitions
  • Quantum spin frustration
  • Strongly correlated electron systems
  • Quantum phases: geometric, dynamic or topologic
  • Quantum information
  • Theory of quantized fields