Disputas: Simen Kvaal

Prøveforelesning

Bedømmelseskomité

Professor Wick Haxton, University of Washington, USA
Dr. Massimo Rontani, University of Modena and Reggio Emila, Italia
Professor Jon Magne Leinaas, Universitetet i Oslo

Leder av disputas:  Professor Einar Sagstuen

Veileder:  Morten Hjorth-Jensen, Ragnar Winther

Sammendrag

Avhandlingens tema er såkalte kvantepunkter. Dette er avansert teknologi der en håndfull elektroner er fanget inn i et område med størrelse rundt 10 nanometer – bare 100 ganger størrelsen av et atom! Kvantepunkter har potensielle anvendelser innen alt fra medisin til fremtidens datamaskiner, slik at en komplett forståelse av egenskapene deres er svært viktig. Denne avhandlingen gir en til stor grad komplett forståelse av de mest brukte simuleringsmetodene, noe som hittil har vært ukjent.

De fleste har hørt om Newtons 2. lov: ”Kraft = masse ganger akselerasjon”. Denne styrer alt fra satellitter i bane rundt jorda til akustikken i Operaen. Men når vi snakker om så små ting som atomer og kvantepunkter, gjelder ikke lenger Newtons lover, og vi må bruke kvantemekanikk. Newtons 2. lov blir erstattet med Schrödingers likning, som er mye mer komplisert. Beregninger kan derfor bare utføres ved hjelp av avansert simulerings-programvare, og der vi med Newtons lover kunne beregne de strukturelle egenskapene til en oljerigg eller akustikken i Operaen med simuleringer, er kvantemekanikken så komplisert at selv fem eller seks elektroner i et kvantepunkt er ”cutting edge”!

Avhandlingen sikter derfor mot en presis matematisk forståelse av begrensningene til de vanligste beregningsmetodene for kvantepunkter. Avhandlingen analyserer også en metode inspirert av kjernefysikk som til nå er ubrukt for kvantepunkter, og gir de første kvantitative resultatene for denne. Det viser seg at forbedringene er drastiske, og dette kan ha stor betydning for hva vi kan finne ut om kvantepunkter.

Arbeidet er utført ved Centre of Mathematics for Applications, et senter for fremragende forskning ved Universitetet i Oslo.

Kontaktperson

For mer informasjon, kontakt Christine Sundtveten.