Spiros Evangelou

Professor of physics graduated from Oxford (I received my D.Phil. in 1980). I have  published more than 80 scientific papers and written four scientific books in Greek. I am in the Physics Department at the University of Ioannina, Greece. I also worked at Oxford, Imperial College London, Institut Laue-Langevin Grenoble, PTB at Braunscweig, Max-Planck Insitute at Dresden, FORTH at Heraklion and in the Physics Dept. at Lancaster. I specialize in nanoscience which combines quantum and statistics physics. In particular, for many years I did finite-size scaling studies in quantum transport, numerical studies of chaos and dealt with quantum information. Very recently I wrote some literature : “Order in chaos”-stories, “Quanta, the other half”-novel and “The professor vanishes”-novel.

Είμαι καθηγητής πανεπιστημίου με σπουδές στην Οξφόρδη (πήρα διδακτορικό D. Phil. το 1980). Έχω κάνει έρευνα και διδάξει σε πολλά Πανεπιστήμια της Ευρώπης, έχω δημοσιεύσει πάνω από 80 επιστημονικές εργασίες θεωρητικής φυσικής συμπυκνωμένης ύλης σε επιστημονικά περιοδικά πρώτης κατηγορίας κι έχω γράψει επιστημονικά βιβλία στατιστικής και κβαντικής φυσικής που διδάσκονται σε τμήματα φυσικής πανεπιστημίων. Είμαι στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων, έχω εργαστεί στην Οξφόρδη, στο Imperial College στο Λονδίνο, στο Iνστιτούτο Laue-Langevin στη Grenoble, στο PTB Braunscweig, στο Max-Planck Insitute στη Dresden, στο FORTH - Ηράκλειο και στο τμήμα Φυσικής στο Lancaster. Ειδικεύομαι στις νανοεπιστήμες, στην περιοχή της μεσοσκοπικής κβαντικής φυσικής που συνδυάζει κβαντική και στατιστική φυσική, έχω ασχοληθεί με τεχνικές κλιμάκωσης σε νανοδομές με αταξία, το κβαντικό χάος, τη κβαντική πληροφορία, κ.λπ. Τελευταία έγραψα και λογοτεχνικά βιβλία: “Τάξη στο χάος”- διηγήματα, “Quanta,το άλλο μισό”- μυθιστόρημα, "Η εξαφάνιση του καθηγητή"-μυθιστόρημα.

brief CV in English    (in Greek)
publications  

Research interests
Condensed matter physics and nanoscience deals with the intermediate matter, neither the microcosm of atoms and molecules nor the macrococm of astrophysics. The condenσed matter consists of many, usually electrons, with quantum properties which are explained via statistical physics. The emerging behavior from the cooperative action of the many constituents is what makes it very interesting, e.g. in superconductivity the electrons flow with zero resistance, or in the phenomenon of Anderson localization due to disorder a metal-insulator transition can occur with infinite resistance. It is the most active field today, it involves many novel ideas, e.g. from topology, e.g. in the Quantum Hall Effect, where the presence of strong magnetic field and disorder gives perfect quantization of the conductance (1:1000000000) described by a topological Chern number, or in two-dimensional graphene  the electrons move with velocities 1/300 of the velocity of light giving relativistic phenomena. The related research is an immense experience, it involves effects of quantum interference (e.g. in Anderson localization due to disorder) and quantum entanglement, that is action from a distance which is realized in quantum computers. The field has a huge number of applications, and for the researcher implies many capabilities. The experimental research is orders of magnitude more efficient than in elementary particles, where one needs gigantic (and very expensive) colliders, it is also related to other fields, e.g. in biologicy, research in economics, and it is even used in humanities. Above all, condensed matter physics, is the basis of modern nanoelectronics which make (and will make) our life easier.

Ερευνητικά  ενδιαφέροντα
Φυσική συμπυκνωμένης ύλης και νανοεπιστήμες  είναι η ενδιάμεση ύλη, ούτε ο μικρόκοσμος των ατόμων και των μορίων ούτε ο μακρόκοσμος της αστροφυσικής. Η φυσική συμπυκνωμένης ύλης ασχολείται κυρίως με τα ηλεκτρόνια του μικρόκοσμου που οι ιδιότητές τους ερμηνεύονται από τους νόμους κβαντικής και της στατιστικής φυσικής. Αυτό που την κάνει ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα είναι η, πολλές φορές, απρόβλεπτη συμπεριφορά της πληθώρας των συστατικών, π.χ. η υπεραγωγιμότητα αναδύεται λόγω των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των ηλεκτρονίων και οδηγεί σε μηδενική αντίσταση στην κίνηση των ηλεκτρονίων (ρεύμα χωρίς αντίσταση), ή στην παρουσία αταξίας (ατέλειες, προσμίξεις,...) συμβαίνει το αντίθετο και η κίνηση των ηλεκτρονίων παύει (το φαινόμενο του εντοπισμού του Anderson, Anderson localization, οδηγεί σε άπειρη αντίσταση με την κβαντική μετάβαση μετάλλου-μονωτή). Η φυσική συμπυκνωμένης ύλης είναι ο πιο προχωρημένος κλάδος της φυσικής σήμερα, επί πολλές δεκαετίες είναι στην πρώτη γραμμή της επιστήμης, περιλαμβάνει πολλές και διάφορες έννοιες, π.χ. “σπασμένη συμμετρία”, ενώ τα τελευταία χρόνια ιδέες μαθηματικής τοπολογίας, π.χ. στο κβαντικό φαινόμενο Hall παρουσία μαγνητικού πεδίου και αταξίας παρατηρείται τέλεια κβάντωση της αγωγιμότητας (1:1000000000) που περιγράφεται από την τοπολογική σταθερά γνωστή ως "αριθμός Chern", ενώ στην δισδιάστατη γραφήνη παρατηρούνται σχετικιστικά φαινόμενα γιατί τα ηλεκτρόνια κινούνται με ταχύτητες που πλησιάζουν του φωτός. Η σχετική έρευνα αποτελεί μια ιδιαίτερα δημιουργική εμπειρία, την απολαμβάνω, αφορά κυρίως κβαντικά φαινόμενα συμβολής (quantum interference), π.χ. στον εντοπισμό του Anderson, και κβαντικά φαινόμενα εναγκαλισμού (quantum entanglement) με δράση από απόσταση, π.χ. στους κβαντικούς υπολογιστές. Το πεδίο έχει πολλές εφαρμογές και συεπάγεται την απόκτηση πλήθους τεχνικών δυνατοτήτων για έναν νέο επιστήμονα. Η πειραματική έρευνα είναι τάξεις μεγέθους πιο εφικτή από ό,τι στα στοιχειώδη σωματίδια, όπου χρειάζονται τεράστιοι (και πανάκριβοι) επιταχυντές, επίσης, σχετίζεται με τη βιολογική έρευνα, την έρευνα στα οικονομικά, κ.λπ. ενώ μπορεί να εφαρμοστεί ακόμη και στις ανθρωπιστικές επιστήμες. Όμως η φυσική συμπυκνωμένης ύλης, πάνω απ’ όλα,  αποτελεί το υπόβαθρο για την δημιουργία πρωτοποριακών ηλεκτρονικών διατάξεων που κάνουν (και θα κάνουν) ευκολότερη τη ζωή μας.

recent talks (2013): 1 2 3 4

courses (enter as a guest):

στατιστική φυσική Ι - statistical Physics I

κβαντική θεωρία πληροφορίας - quantum information theory      

κβαντική ΙΙ - quantum theory II (2011)

        Purpose of research
The understanding of fundamental phenomena in complex quantum systems of nanoscience, via quantum and statistical physics methods. In weakly disordered solids quantum interference of electrons leads to quantum chaos in the energy levels and strong disorder to Anderson localization of the wave functions. The weak and strong disorder regimes are separated by a disorder induced metal-insulator transition whose understanding required many years of intense theoretical and numerical studies. I have contributed to these studies, I introduced complex universal finite-size scaling concepts at the metal-insulator transition, e.g. multifractality. The spin-orbit coupling in the tight-binding Hamiltonian description changed the universality class from orthogonal to symplectic, with a metal-insulator transition even in two dimensions in the Evangelou-Ziman model. At present, I am active in novel areas of physics involving quantum information processing (topological quantum computing in Kitaev's model), entanglement production in nanostructures, graphene and Majorana fermions in topological insulators-superconductors.

        Στόχος της έρευνας
H κατανόηση βασικών κβαντικών φαινομένων σε πολύπλοκα κβαντικά συστήματα στις νανοεπιστήμες, με μεθόδους κβαντικής και στατιστικής. Τα φαινόμενα κβαντικής συμβολής των ηλεκτρονίων παρουσία ασθενούς αταξίας οδηγούν σε κβαντικό χάος στις ενεργειακές στάθμες και για ισχυρή αταξία σε εντοπισμό Anderson των κυματοσυναρτήσεων. Οι περιoχές ασθενούς και ισχυρής αταξίας διαχωρίζονται από τη μετάβαση μετάλλου-μονωτή, της οποίας η κατανόηση απαίτησε πολλά χρόνια θεωρητικής, αριθμητικής και πειραματικής έρευνας. Στην έρευνα συνεισέφερα εισάγοντας πολύπλοκες ιδέες κλιμάκωσης στη μετάβαση μετάλλου-μονωτή, π.χ. multifractality. H παρουσία σκέδασης σπιν-στροφορμής στην Χαμιλτονιανή που σπάει τη συμμετρία περιστροφής των σπιν αλλάζει την κατάταξη από την ορθογώνια τάξη στην συμπλεκτική ενώ παρατηρήθηκε μετάβαση μετάλλου-μονωτή ακόμη και στις δύο διαστάσεις στο μοντέλο Evangelou-Ziman. Αυτόν τον καιρό με ενδιαφέρουν νέες περιοχές της φυσικής, όπως κβαντική πληροφορία, τοπολογία, π.χ. οι τοπολογικοί κβαντικοί υπολογισμοί στο μοντέλο του Kitaev, ο εναγκαλισμός σε νανοδοδομές παρουσία αταξίας και αλληλεπιδράσεων, η γραφήνη και τα φερμιόνια του Majorana σε τοπολογικούς μονωτές-υπεραγωγούς.