Partial preservation of chiral symmetry and colossal magnetoresistance in adatom doped graphene

We analyze the electronic properties of adatom doped graphene in the low impurity concentration regime. We focus on the Anderson localized regime and calculate the localization length ($\xi$) as a function of the electron doping and an external magnetic field. The impurity states hybridize with carbon's $p_z$ states and form a partially filled band close to the Dirac point. Near the impurity band center, the chiral symmetry of the system's effective Hamiltonian is partially preserved which leads to a large enhancement of $\xi$. The sensitivity of transport properties, namely Mott's variable range hopping scale $T_0$, to an external magnetic field perpendicular to the graphene sheet leads to a colossal magnetoresistance effect, as observed in recent experiments.Comment: 5 pages, 4 figs. Few comments and references added. To appear in PR

Tunable Charge and Spin Seebeck Effects in Magnetic Molecular Junctions

We study the charge and spin Seebeck effects in a spin-1 molecular junction as a function of temperature (T), applied magnetic field (H), and magnetic anisotropy (D) using Wilson's numerical renormalization group. A hard-axis magnetic anisotropy produces a large enhancement of the charge Seebeck coefficient Sc (\sim k_B/|e|) whose value only depends on the residual interaction between quasiparticles in the low temperature Fermi-liquid regime. In the underscreened spin-1 Kondo regime, the high sensitivity of the system to magnetic fields makes it possible to observe a sizable value for the spin Seebeck coefficient even for magnetic fields much smaller than the Kondo temperature. Similar effects can be obtain in C60 junctions where the control parameter is the gap between a singlet and a triplet molecular state.Comment: 5 pages, 4 figure

Dynamical magnetic anisotropy and quantum phase transitions in a vibrating spin-1 molecular junction

We study the electronic transport through a spin-1 molecule in which mechanical stretching produces a magnetic anisotropy. In this type of device, a vibron mode along the stretching axis will couple naturally to the molecular spin. We consider a single molecular vibrational mode and find that the electron-vibron interaction induces an effective correction to the magnetic anisotropy that shifts the ground state of the device toward a non-Fermi liquid phase. A transition into a Fermi liquid phase could then be achieved, by means of mechanical stretching, passing through an underscreened spin-1 Kondo regime. We present numerical renormalization group results for the differential conductance, the spectral density, and the magnetic susceptibility across the transition.Comment: 7 pages, 7 figure

Population inversion and dynamical phase transitions in a driven superconductor

We consider a superconductor in which the density of states at the Fermi level or the pairing interaction is driven periodically with a frequency larger than the superconducting gap in the collisionless regime. We show by numerical and analytical computations that a subset of quasiparticle excitations enter into resonance and perform synchronous Rabi oscillations leading to cyclic population inversion with a frequency that depends on the amplitude of the drive. As a consequence a different "Rabi-Higgs" mode emerges. Turning off the drive at different times and modulating the strength allows access to all known dynamical phases of the order parameter: persistent oscillations, oscillations with damping and overdamped dynamics. We discuss physical realizations of the drive and methods to detect the dynamics.Fil: Ojeda Collado, Hector Pablo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Lorenzana, José. Università degli studi di Roma "La Sapienza"; ItaliaFil: Usaj, Gonzalo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Balseiro, Carlos Antonio. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentin

Fate of dynamical phases of a BCS superconductor beyond the dissipationless regime

The BCS model of an isolated superconductor initially prepared in a nonequilibrium state predicts the existence of interesting dynamical phenomena in the time-dependent order parameter as decaying oscillations, persistent oscillations, and overdamped dynamics. To make contact with real systems remains an open challenge as one needs to introduce dissipation due to the environment in a self-consistent computation. Here, we reach this goal with the use of the Keldysh formalism to treat the effect of a thermal bath. We show that, contrary to the dissipationless case, all dynamical phases reach the equilibrium order parameter in a characteristic time that depends on the coupling with the bath. Remarkably, as time evolves, the overdamped phase shows a fast crossover where the superconducting order parameter recovers to reach a state with a well-developed long range order that tends towards equilibrium with the damped Higgs mode oscillations. Our results provide a benchmark for the description of the dynamics of real out-of-equilibrium superconductors relevant for quantum technological applications.Fil: Ojeda Collado, Hector Pablo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Usaj, Gonzalo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Lorenzana, José. Università degli studi di Roma "La Sapienza"; ItaliaFil: Balseiro, Carlos Antonio. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentin

Acoustic Delicing of Atlantic Salmon (Salmo salar): Fish Welfare and Salmon Lice (Lepeophtheirus salmonis) Dynamics

Acoustic lice treatment (AcuLice) is a newly developed system, which uses a composite acoustic sound image with low-frequency sound to remove salmon lice (Lepeophtheirus salmonis) from Atlantic salmon (Salmo salar). This field study documents the stress effects on Atlantic salmon and the effect on salmon lice dynamics during large-scale use of the AcuLice system. The effect of the AcuLice treatment on salmon lice dynamics was measured by weekly salmon lice counting at the facilities from mid-summer 2019 to late-spring 2020. The number of salmon lice treatments in the same period was also compared to a reference group. In addition, the number of weeks until the first salmon lice treatment (mechanical treatment) was compared between the two groups. Apart from a slight increase in plasma glucose, no significant differences were observed in the primary, secondary, or tertiary stress responses measured. For the mature female salmon lice, a significantly lower number (mean ± SEM) was shown for the AcuLice group (0.24 ± 0.03) compared to the reference group (0.44 ± 0.04). In addition, a lower number (mean ± SEM) of salmon lice treatments and a longer production period before the first salmon lice treatment occurred was observed at the AcuLice facilities (33.2 ± 3 weeks) compared to the reference facilities (20.3 ± 2 weeks). These data suggest that the use of the AcuLice system reduces the need for traditional salmon lice treatments with no added stress to the fish.publishedVersio

Floquet chiral edge states in graphene

We report on the emergence of laser-induced chiral edge states in graphene ribbons. Insights on the nature of these Floquet states is provided by an analytical solution which is complemented with numerical simulations of the transport properties. Guided by these results we show that graphene can be used for realizing nonequilibrium topological states with striking tunability: while the laser intensity can be used to control their velocity and decay length, changing the laser polarization switches their propagation direction.publishedVersionFil: Pérez Piskunow, Pablo Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina.Fil: Pérez Piskunow, Pablo Matías. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina.Fil: Usaj, Gonzalo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina.Fil: Usaj, Gonzalo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto Balseiro; Argentina.Fil: Usaj, Gonzalo. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro; Argentina.Fil: Usaj, Gonzalo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina.Fil: Balseiro, Carlos A. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina.Fil: Balseiro, Carlos A. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto Balseiro; Argentina.Fil: Balseiro, Carlos A. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro; Argentina.Fil: Balseiro, Carlos A. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina.Fil: Foa Torres, Luis Eduardo Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina.Fil: Foa Torres, Luis Eduardo Francisco. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina.Física de los Materiales Condensado

Emergent parametric resonances and time-crystal phases in driven Bardeen-Cooper-Schrieffer systems

We study the out-of-equilibrium dynamics of a Bardeen-Cooper-Schrieffer condensate subject to a periodic drive. We demonstrate that the combined effect of drive and interactions results in emerging parametric resonances, analogous to a vertically driving pendulum. In particular, Arnold tongues appear when the driving frequency matches 2Δ0/n, with n being a natural number and Δ0 being the equilibrium gap parameter. Inside the Arnold tongues we find a commensurate time-crystal condensate which retains the U(1) symmetry breaking of the parent superfluid/superconducting phase and shows an additional time-translational symmetry breaking. Outside these tongues, the synchronized collective Higgs mode found in quench protocols is stabilized without the need of a strong perturbation. Our results are directly relevant to cold-atom and condensed-matter systems and do not require very long energy relaxation times to be observed.Fil: Ojeda Collado, Hector Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Università degli Studi di Roma "La Sapienza"; Italia. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Usaj, Gonzalo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Balseiro, Carlos Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); ArgentinaFil: Zanette, Damian Horacio. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Lorenzana, José. Università degli Studi di Roma "La Sapienza"; Itali

Irradiated graphene as a tunable Floquet topological insulator

In the presence of a circularly polarized mid-infrared radiation graphene develops dynamical band gaps in its quasienergy band structure and becomes a Floquet insulator. Here, we analyze how topologically protected edge states arise inside these gaps in the presence of an edge. Our results show that the gap appearing at hΩ/2, where hΩ is the photon energy, is bridged by two chiral edge states whose propagation direction is set by the direction of the polarization of the radiation field. Therefore, both the propagation direction and the energy window where the states appear can be controlled externally. We present both analytical and numerical calculations that fully characterize these states. This is complemented by simple topological arguments that account for them and by numerical calculations for the case of the semi-infinite sample, thereby eliminating finite-size effects.publishedVersionFil: Usaj, Gonzalo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina.Fil: Usaj, Gonzalo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto Balseiro; Argentina.Fil: Usaj, Gonzalo. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro; Argentina.Fil: Usaj, Gonzalo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina.Fil: Pérez Piskunow, Pablo Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina.Fil: Pérez Piskunow, Pablo Matías. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina.Fil: Foa Torres, Luis Eduardo Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina.Fil: Foa Torres, Luis Eduardo Francisco. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina.Fil: Balseiro, Carlos A. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina.Fil: Balseiro, Carlos A. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto Balseiro; Argentina.Fil: Balseiro, Carlos A. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro; Argentina.Fil: Balseiro, Carlos A. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina.Física de los Materiales Condensado