Projekto paskirtis – spręsti fundamentalius šiuolaikinės fizikos uždavinius, kuriuos vienija topologinių savybių pasireiškimas tiek statinėse kvantinių būsenų savybėse, tiek šių būsenų dinamikoje. Siūlomi tyrimai yra tarpšakiniai: vieno projekto rėmuose apjungiame šaltųjų atomų ir kondensuotųjų medžiagų specialistų pastangas ir imamės aktualių šių abiejų sričių uždavinių.
Pradinį impulsą susidomėjimui topologinėmis medžiagos savybėmis davė supratimas, kad kvantinis Holo efektas ir sukininis Holo efektas pasireiškia dėka netrivialių topologinių medžiagos fazių susiformavimo. Būtent topologija nulemia neįtikėtiną Holo varžos kvantavimo tikslumą aštuonių reikšminių ženklų tikslumu.
Topologinių fazių atradimas tapo tikra revoliucija moksle, praplėtusia ankstesnį požiūrį, kad medžiagos fazių klasifikavimui pakanka išnagrinėti jų simetrijas. Pastaraisiais metais susidomėjimas topologiniais aspektais sparčiai auga. Topologija užtikrina sistemos atsparumą sklaidai, neutralizuoja neigiamą priemaišų poveikį, taigi, topologiniais reiškiniais domimasi ne vien fundametinių tyrimų prasme, bet ir dėl potencialių taikymų.
Šiame projekte sau iškėlėme uždavinį išnagrinėti topologinių savybių pasireiškimą šaltųjų atomų gardelėse ir periodinėse kondensuotųjų medžiagų sistemose, pasiūlyti ir ištirti naujas perspektyvias sandaras, jų eksperimentinio tyrimo ir valdymo galimybes.
Kondensuotųjų medžiagų tyrimai apims sandūras, kuriose susidaro būsenų topologinė lokalizacija bei bandinio kraštus. Bus aiškinamasis topologinio izoliatoriaus veikimo principas, tiriama banginių paketų dinamika grafene, kvantinių būsenų topologinių charakteristikų matavimo galimybės.
Tiriant šaltųjų atomų sistemas pagrindinis dėmesys bus skiriamas naujos geometrijos šaltųjų atomų optinių gardelių ir optinių srauto gardelių, pasižyminčių netrivialia juostinės sandaros topologija, konstravimui ir tyrimui, analizuojamos galimybės tokiose gardelėse sukurti abelinius ir neabelinius magnetinius srautus ir jų pasireiškimo įpatumus.