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Kate A. Ross

La nomination

  • Chercheuses mondiale CIFAR-Azrieli 2016
  • Matériaux quantiques

Institution

  • Université de l'état du Colorado
Département de physique

Pays

  • États Unis

Éducation

Ph.D. (Physique de la matière condensée), Université McMaster
B.Sc. (Physique), Université de Waterloo

À propos

Kate Ross étudie des phénomènes émergents associés aux matériaux magnétiques quantiques. C’est après avoir entendu parler de l’idée des excitations de quasi-particules dans la matière condensée qu’elle s’est tournée vers ce domaine de recherche.

Ces particules existent seulement en toile de fond d’un réseau cristallin bien ordonné. Vu l’apparente complexité de la dynamique collective dont elles sont issues, Ross apprécie la simplicité de la description de ces quasi-particules. Son groupe de recherche vise à créer de nouvelles phases de la matière dans des matériaux réels en vue de produire des types de particules inhabituels. Son équipe produit des monocristaux de matériaux ciblés de grande qualité et utilise un éventail de techniques de caractérisation, particulièrement la diffusion des neutrons, pour comprendre leurs propriétés. La sélection des matériaux se fait en fonction de leur propension à exhiber des effets quantiques puissants à de très basses températures. Notons, par exemple, le liquide de spin quantique : d’une perspective locale, il s’agit d’un type de phase qui semble désordonné et qui entraîne des réactions plutôt informes dans la plupart des mesures. Néanmoins, il donne lieu à des quasi-particules émergentes identifiables par la diffusion inélastique des neutrons.

Ross est reconnue pour ses travaux sur une catégorie de matériaux appelés pyrochlores, dont les géométries en réseau empêchent la survenue de phases « standards » du magnétisme, permettant ainsi à des phases quantiques, comme le liquide de spin quantique, de dominer les autres. Ses travaux sur l’un de ces matériaux, Yb2Ti2O7, ont démontré que le matériau pourrait éventuellement héberger des quasi-particules émergentes qui sont des analogues de photons, d’électrons et de monopoles magnétiques. En d’autres termes, une « électrodynamique complètement émergente » pourrait exister dans ce matériau.

Prix

Bourse postdoctorale du CRSNG, 2015

Prix Alice Wilson de la Société royale du Canada, 2014

Prix d’excellence en recherche par un étudiant de la Neutron Scattering Society of America, 2014

BESC-D du CRSNG, 2009-2011

Participante à la conférence des lauréats du prix Nobel à Lindau, 2008

Publications Pertinentes

Ross, K.A. et coll. « Static and dynamic XY-like short-range order in a frustrated magnet with exchange disorder. » Phys. Rev. B 93 (2016).

Ross, K.A. et coll. « Order by Disorder Spin Wave Gap in the XY Pyrochlore Magnet Er2Ti2O7. » Phys. Rev. Lett. 112 (2014).

Ross, K.A. et coll. « Lightly stuffed pyrochlore structure of single-crystalline Yb2Ti2O7 grown by the optical floating zone technique. » Phys. Rev. B 86, no 17 (2012).

Savaryet, L. et coll. « Order by Quantum Disorder in Er2Ti2O7. » Phys. Rev. Lett. 109, no 16 (2012).

Rosset, K.A. et coll. « Quantum Excitations in Quantum Spin Ice. » Phys. Rev. X 1 (2011).

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