Nedavni napredek na področju ultrahitrih eksperimentalnih tehnik, izdelave materialov in inovativnih zasnov elektromagnetnih resonatorjev je odprl možnosti za manipulacijo metastabilnih faz v vse širšem naboru kvantnih materialov in simulatorjev. Napredek je odprl temeljna vprašanja o emergentnih, netermičnih kvantnih fazah snovi. V nasprotju z izjemnim eksperimentalnim napredkom teorija še vedno ne zmore sistematično opisati, razvrstiti ali napovedati metastabilnih faz. Obstoječe teorije se ali opirajo na fenomenološke opise, ki jih je težko povezati s konkretnimi sistemi, ali se osredotočajo na kompleksne mikroskopske vidike, ki zameglijo mehanizme metastabilnosti. Razvoj teorije, ki bi povezala fenomenološko intuicijo s specifičnim mikroskopskim modeliranjem, bi bistveno pospešil iskanje novih metastabilnih faz.
Ta projekt je usmerjen v vzpostavitev takšne teorije z združitvijo fenomenološkega opisa Landau–Ginzburg z naprednimi mikroskopskimi računalniškimi orodji, ki temeljijo na časovno odvisni Keldyshevi teoriji, na primer z dinamično teorijo povprečnega polja. Razvoj nam bo omogočil sistematično razvrščanje scenarijev metastabilnosti in identifikacijo njihovih značilnosti z mikroskopskimi odzivnimi funkcijami, kar bo omogočilo primerjave s sodobnimi eksperimentalnimi sondami. Teoretični napredek bo olajšal nadzor nad metastabilnimi stanji, kar bo prikazano na treh aktualnih eksperimentalnih postavitvah: a) protokoli za preklop Mottovih izolatorjev z močno sklopitvijo z mrežo, b) nova super radiantna faza v tokovno gnani ekscitonski izolatorjih znotraj resonatorja ter c) dolgoživi mnogodelčni hibridi svetlobe in snovi v kvantnem simulatorju znotraj resonatorja. Stabilizacij teh metastabilnih stanj bi lahko omogočila prebojne kvantne tehnologije, kot so ultrahitra Mottova stikala, ekscitonski laserji in kvantni spomin. Projekt bo izboljšal naš nadzor nad metastabilnostjo in odprl nova obzorja v kvantni tehnologiji.
