William Witczak-Krempa
Propriétés des matériaux lors des transitions de phases quantiques
- Professeur agrégé
-
Faculté des arts et des sciences - Département de physique
Complexe des sciences, local B-4426
Médias
Portrait
Expertise de recherche
William Witczak-Krempa, professeur agrégé au département de physique et titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les transitions de phase quantique, cible, dans le cadre de ses travaux de recherche, les transitions de phase quantique - obtenues en appliquant de la pression ou un champ magnétique au matériau - en modifiant certains éléments, tel que la composition chimique de ceux-ci.
Sa recherche théorique expliquera les propriétés des matériaux lors de ces transitions, alors qu’émergent de nouveaux états de la matière. Un exemple remarquable est la supraconductivité, alors que les électrons forment des paires, un peu comme des danseurs, qui se déplacent sans résistance.
Les transitions mènent à des modèles « dansants » complexes où les électrons accrochent des partenaires éloignés, ce qui soulève des questions comme : « Quelles sont les caractéristiques essentielles des nombreux modèles dansants? » et « Comment pouvons-nous les exploiter pour améliorer la modélisation numérique? »
La recherche de M. Witczak-Krempa utilisera des méthodes analytiques et numériques novatrices qui empruntent des données pertinentes d’autres disciplines, par exemple l’information quantique et la théorie des cordes.
Tout comme les connaissances au sujet des transitions de phase ordinaires, comme la glace qui fond, sont importantes pour la société, les connaissances à propos de leurs contreparties quantiques deviennent elles aussi cruciales. Les résultats obtenus par M. Witczak-Krempa jetteront un nouvel éclairage sur des phénomènes cruciaux qui touchent les matériaux, comme la conductivité à haute température. Les applications possibles de ces matériaux vont du transport de l’électricité à faible coût à la dynamique des ordinateurs quantiques.
Biographie
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.
Prix et distinctions
- 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
Pour en savoir plus…
Affiliations et responsabilités
Affiliations de recherche
Enseignement et encadrement
Enseignement
Cours siglés (session en cours uniquement)
Programmes
Encadrement
Thèses et mémoires dirigés (dépôt institutionnel Papyrus)
Intrication dans les systèmes de Hall quantiques : négativité logarithmique et autres mesures
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Opérateurs monopôles dans les transitions hors d'un liquide de spin de Dirac
Cycle : Doctorat
Diplôme obtenu : Ph. D.
Hamiltoniens locaux et information quantique en dimensions réduites
Cycle : Doctorat
Diplôme obtenu : Ph. D.
Supraconductivité non conventionnelle et impuretés locales dans les semi-métaux de Luttinger
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Dynamique et ergodicité des chaînes de spins quantiques critiques de Fredkin et Ising–Kawasaki
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Entropie d’intrication de régions squelettiques
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Conductivité pour des fermions de Dirac près d’un point critique quantique
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Excitations et ergodicité des chaînes de spins quantiques critiques à partir de la dynamique classique hors d’équilibre
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Les polarons magnétiques et la phase nématique dans l'Eu1-xCaxB6
Cycle : Doctorat
Diplôme obtenu : Ph. D.
Projets
Projets de recherche
Canada Excellence Research Chair in Light-Matter Interactions in Photonic Materials
Highly entangled quantum matter
Centre de recherches mathématiques (CRM)
Regroupement québécois sur les matériaux de pointe (RQMP)
Canada Research Chair in Quantum Phase Transitions
A new generation of hardware efficient superconducting qubits
Chiralité dans les matériaux quantiques
Dynamics and entanglement near quantum phase transitions
CENTRE DE RECHERCHES MATHEMATIQUES (CRM)
Supplément COVID-19 CRSNG_Dynamics and entanglement near quantum phase transitions
Nouveaux supraconducteurs dans les matériaux quantiques à fort couplage spin-orbite
Dynamics and entanglement near quantum phase transition
Rayonnement
Publications et communications
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
- Physique
- Génie des matériaux et génie métallurgique
Champ d’expertise
- Matière condensée: structure électronique, propriétés électrique, magnétiques et optiques
- Physique de la matière condensée
- Transitions de phase quantique
- Frustration de spins quantiques
- Systèmes d'électrons fortement correlés
- Phases quantiques : géométriques, dynamiques ou topologiques
- Information quantique
- Théorie quantique des champs
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