Mijn voorstel draait om materialen waarbij de atomen zijn georganiseerd in een kristalstructuur. Veel macroscopische eigenschappen van dergelijke materialen worden bepaald door het collectieve gedrag van de elektronen in de buitenste orbitalen van de atomen. Deze elektronen kunnen mobiel zijn en tussen atomen bewegen, of op hun plaats worden bevroren, in welk geval er nog steeds interessante interacties kunnen zijn tussen de spins van de verschillende elektronen. Afhankelijk van hoe deze elektronen zich gedragen, kan het materiaal bijvoorbeeld een isolator, geleider, paramagnet, ferro-magneet of antifer-magnet zijn. Deze soorten materialen kunnen allemaal worden begrepen met behulp van de bandentheorie of de Landau-Ginzburg-Wilson (LGW) theorie van symmetriebreken. De laatste jaren is echter duidelijk geworden dat er bij lage temperaturen een groot aantal verschillende isolatoren en paramagneten bestaan, elk met hun eigen duidelijke universele fysische eigenschappen. Deze materialen komen overeen met werkelijk verschillende fasen van materie, die niet kunnen worden verklaard met behulp van het LGW-paradigma. In dit voorstel behandel ik de vraag hoe dergelijke fasen kunnen worden geïdentificeerd, hetzij in numerieke simulaties, hetzij via experimenteel detecteerbare eigenschappen. Voor symmetriebrekende fasen in de LGW-theorie identificeert men de fase numeriek door orderparameters te berekenen, wat niet mogelijk is voor de meer onconventionele fasen. Snelle ontwikkeling van experimentele technieken stelt ook veel vragen over hoe men deze nieuwe materialen zou kunnen realiseren en de bepalende fysische eigenschappen zou kunnen meten.