پژوهش فیزیک ایران
سال:1395 | دوره:16 | شماره:2 |تعداد مقالات:15

در این مقاله با در نظر گرفتن اثرات برهم کنش تبادلی الکترونی پلاسما، ابتدا به حل عددی معادلات توماس- فرمی به طور مستقیم پرداخته و سپس با استفاده از جواب های به دست آمده از این معادلات، بزرگی مقدار تصحیحات تبادلی فشار و انرژی داخلی پلاسمای نوعی را (گاز اتمی با عدد اتمی معین) برحسب تغییرات چگالی و دما محاسبه کرده ایم. نتایج محاسبات می تواند در بررسی کمی و کیفی تغییرات فاز ماده در دما و چگالی بالا در تحقیقات تجربی و نظری گداخت به روش محصورسازی لختی و همچنین پدیده های اخترفیزیکی مورد استفاده قرار گیرد.

در سال های اخیر پیشرفت و توسعه حسگرهای زیستی با حساسیت بالا از اهداف اصلی دانشمندان برای تشخیص و جلوگیری از بیماری به شمار می آید. بر این اساس در این مقاله، حسگر زیستی تشدید پلاسمونی سطحی بر پایه ساختارهای لایه ای یک بعدی طراحی شده است. با توجه به این موضوع که کیفیت حسگرهای زیستی تشدید پلاسمون سطحی شدیدا به نیم پهنا و مقدار بازتابندگی در منحنی تشدید پلاسمونی وابسته است، با استفاده از روش ماتریس انتقال، ساختار جدید طلا/ نقره/ نقص / (SiO2TiO2)N /TiO2 برای ارضای این دو شرط ارائه گردیده است. همچنین حساسیت این حسگر محاسبه شده و از آن برای تشخیص سرطان خون در سلول های یورکات استفاده شده است.

دینامیک یک ذره کوانتومی باردار در آرایه نامتناهی از چاه های پتانسیل تحت تاثیر میدان خارجی در یک بعد و دو بعد در تقریب مدل بستگی قوی به روش جبری مطالعه شده است. احتمال ماندگاری (حبس شدگی کوانتومی) و احتمال گذار (انتقال کوانتومی) این ذره کوانتومی بر حسب جملاتی از توابع بسل چند متغیره محاسبه شده است و نتایج آن به روش عددی بیان شده است.

در این کار با استفاده از نظریه پیمایش تصادفی، فرایند خشک شدن در محیط های متخلخل را مدل سازی می کنیم. بدین منظور ابتدا وابستگی نرخ خشک شدگی به کمیت های میکروسکوپی به دست آمده از پیمایش تصادفی را مورد مطالعه قرار می دهیم. سپس رابطه بین نرخ خشک شدگی و مقدار رطوبت را در حضور همرفت به دست می آوریم. نتایج به دست آمده در این مطالعه، اثر همرفت در فرایند خشک سازی در محیط های متخلخل را به تصویر می کشد.

انبساط پلاسمای یک بعدی بدون برخورد به خلاء تحت تاثیر دماهای اولیه متفاوت، برای یون ها مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مطالعه از یک کد شبیه سازی استفاده شده است که در آن تحول الکترون ها توسط معادله ولاسف و تحول یون ها توسط معادلات سیالی بررسی می شود. نهایتا اثر دماهای اولیه یونی در انبساط پلاسما به خلاء مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاصل با جواب های خود- مشابه برای انبساط پلاسمای شامل یون های گرم، مورد قیاس قرار گرفته است. نشان داده شده است، که در ناحیه قبل از جبهه یونی، که حالت شبه خنثایی بر قرار است، بین جواب های خود- مشابه و جواب های حاصل از کد شبیه سازی انطباق وجود دارد.

در این مقاله خواص ترابرد الکتریکی وابسته به اسپین را در ساختارهای نامتجانس مغناطیسی شامل دو الکترود فرومغناطیس آهن جدا شده با یک لایه عایق مغناطیسی اکسید منیزیم بررسی می شود. این خواص شامل جریان الکتریکی، قطبش اسپینی و مقاومت مغناطیس تونل زنی می باشد. برای این منظور در راستای عمود بر فصل مشترک لایه ها، هامیلتونی وابسته به اسپین برای نوارهای تقارنی D1 و D5 تعیین می شود. با استفاده از رهیافت تابع گرین در چارچوب بستگی قوی، وابستگی خواص ترابرد الکتریکی به انرژی الکترون فرودی، ولتاژ اعمالی و ضخامت لایه سد به دست می آیند. نتایج مستخرج از محاسبات ممکن است در طراحی ادوات اسپینترونیکی مفید باشد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این تحقیق نانوبلور های TiO2 به روش سل- ژل بر مبنای هیدرولیز پیش ماده تیتانیوم تترا ایزوپروپوکساید Ti{OCH (CH3)2}4 در یک بستر روغنی از جنس n-Heptan تهیه گردیدند. نقش محیط روغنی در این روش رشد، رقیق سازی مواد اولیه واکنش دهنده و در نهایت ایجاد قابلیت تشکیل نانوبلورهای TiO2 با ابعاد کوچک تر و سطح موثر پودر بیشتر است. پخت نانو پودر ساخته شده در دمای 450oC به مدت1h منجر به تهیه نانوذرات بلوری فاز آناتاز TiO2 گردید. در ادامه این نانوذرات با غلظت مناسب در یک محیط آبی حاوی پلی اتیلن گلایکول (PEG) به عنوان عامل ایجاد کننده چسبندگی و با اعمال فرایند حرارت دهی دمای پایین بصورت خمیر TiO2 درآمدند. خمیر تهیه شده به روش دکتر بلید بر روی شیشه رسانا FTO لایه نشانی گردید و فوتوآند سلول تهیه گردید. سپس سایر مراحل ساخت سلول خورشیدی رنگ دانه ای شامل جذب رنگ، ساخت شیشه هادی پلاتینه شده به عنوان الکترود شمارنده، تزریق الکترولیت I-/I3-، بستن سلول انجام گرفت. طیف پراش پرتوی X تهیه شده از نانوذرات نشان دهنده تشکیل فاز بلوری آناتاز TiO2 بود. همچنین تصاویر SEM تهیه شده از سطح فوتوآندها نشان دهنده تشکیل ذراتی کاملا کروی بود. نمودار توزیع اندازه ذرات برگرفته از تصاویر SEM نیز نشان داد که اندازه ذرات در گستره 37-15 nm می باشد. بر اساس نتایج بهترین عملکرد سلول با استفاده از فوتوآند تهیه شده با نانوذرات TiO2 در ضخامت 15 میکرومتر حاصل شد. برای این سلول چگالی جریان اتصال کوتاه 12.44 mA/cm2، ولتاژ مدار باز 655 mV، عامل پرشدگی 0.55 و بازدهی تبدیل 4.4% به دست آمد.

امید است که استفاده از سوخت های پیشرفته در نسل دوم نیروگاه های گداخت هسته ای رخ دهد. محاسبات نظری نشان می دهد که در چنین سوختی، دمای بالاتر پلاسما در حدود100 keV شرط لازم برای رونق نرخ واکنش همجوشی هسته ای است. با این حال، ایجاد چنین شرایط دمایی مستلزم بهره گیری از راه انداز های بسیار قوی تر از آنچه امروزه در اختیار است، می باشد. در این پژوهش، با معرفی پیکربندی بهینه سازی شده دوگانه شامل لایه های سوخت DT و D3He، مناسب در رآکتور گداخت با راه انداز یونی سنگین، شرایط بهینه بهره انرژی بالا در سامانه 1.3 MJ شبیه سازی و استخراج گردید. سپس نشان داده شد که در چنین وضعیتی، بهره انرژی ایده آل، نسبت به حالت متناظر تک سوخت DT، حدود 22 درصد افزایش بازده از خود نشان می دهد. در اینجا سوخت درونی DT نقش ماشه افروزشی را ایفا نموده و لایه بیرونی تر D3He علاوه بر لایه سوختی، در حفاظ ذره و تابش نیز موثر بوده است.

در این مقاله به بررسی تابش چرنکوف نسبیتی در حضور محیط دی الکتریک مغناطیده همگن سه بعدی پرداخته می شود. گذر دهی الکتریکی و تراوایی مغناطیسی محیط به صورت توابع مختلطی از بسامد که روابط کرامرز- کرونیک را ارضا می کند، فرض می شوند. هامیلتونی جدید برهم کنش که متفاوت از حالت غیرنسبیتی آن است، با استفاده از پتانسیل برداری کوانتیده و عملگر میدان ذره که از کوانتش مرتبه دوم به دست آمده، معرفی می شود. با استفاده از قاعده طلایی فرمی آهنگ اتلاف انرژی الکترون حاصل از این تابش محاسبه می شود.

امواج گرانشی، آخرین پیش بینی تایید نشده نظریه نسبیت عام است. این امواج، نوسان هایی ریز در چارچوب عالم هستند که انرژی را در پهنه فضا منتقل می کنند. طیف این امواج می تواند از اثرات غیر- خطی در دوره های مختلف تحول کیهان، به خصوص از مد خلاء غیر- خطی و برانگیخته اولیه نشات گرفته باشد. بر همین اساس، در این مقاله با در نظر گرفتن مد غیر- خطی برانگیخته دوسیته به عنوان مد اصلی، به بررسی طیف توانی حاصل می پردازیم و تصحیحات به دست آمده در دو فضای هیلبرت و کرین را با هم مقایسه می کنیم. روش باز بهنجارش ارائه شده در این مقاله باعث حفظ تقارن فضا- زمان خمیده شده و ما را به استفاده از مد برانگیخته دوسیته تحریک می کند. همچنین تصحیحات به دست آمده با این مد غیر- خطی برانگیخته، شامل جملات مرتبه دوم بوده و در حد مد خطی با نتایج به دست آمده از روش های مرسوم یکسان است.

با به کارگیری تقریب میدان- میانگین و نیمه کلاسیکی توماس- فرمی، در چهارچوب یک مدل آماری، معادله حالت و خواص بحرانی ماده هسته ای متقارن بررسی می شود. در این مدل برهم کنش دو جسمی و پدیده شناسی مایرز و شواتکی در فضای فاز به کارگرفته می شود. با انجام وردش تابعی انرژی آزاد هلمهولتز کل دستگاه نسبت به تابع توزیع نوکلئونی در فضای فاز برای رسیدن به یک وضعیت تعادل طبق قانون دوم ترمودینامیک، به کمیت هایی نظیر جرم موثر که تنها تابع چگالی است و پتانسیل موثر تک ذره ای که بر اساس آن کمیت کلیدی جرم موثر تعمیم یافته نوکلئونی که علاوه بر چگالی به دما نیز وابستگی دارد، می رسیم و بر این اساس به شکل صریح تابع توزیع دست پیدا می کنیم. در این مدل کمیت های فزونور ترمودینامیکی از قبیل انرژی نهان ، آنتروپی و آزاد هلمهولتز بر حسب تابع توزیع به صورت تابعی در فضای فاز به ازای دما و چگالی معین به دست می آیند. در این تحقیق توجه خاصی به رفتار بحرانی و پایداری ماده هسته ای متقارن شده است. یافته های ما در مورد کمیت های توصیف کننده رفتار بحرانی ماده هسته ای متقارن با نتایج حاصل از مدل های مطرح دیگر در این زمینه در توافق است.

تاریکی های تاجی در مقیاس بزرگ و کوچک با استفاده از تصاویر فرابنفش دور تلسکوپ ماهواره اس د ی او قابل مشاهده هستند.این تاریکی ها در برخی موارد با روشنایی هایی شبیه به موج همراه هستند که به پرتاب های جرم تاجی معروف اند. در این مقاله داده های قرص کامل خورشید 3 مارس 2012 در طول موج 171 آنگستروم و با آهنگ زمانی 2.5 دقیقه و اندازه سلول 0.6 ثانیه قوسی تحلیل شده است. تاریکی های کوچک مقیاس با استفاده از گشتاور زرنیک و ماشین بردار پشتیبان شناسایی شده اند. تعداد 538 رویداد برای ناحیه فعال ، تعداد 680 رویداد برای چاله تاجی و 723 رویداد مربوط به ناحیه آرام توسط الگوریتم شناخته شده است. موقعیت، بازه زمانی و گسترش فضایی رویدادها معین شده اند. پدیده های انفجاری در زمان های پس از انفجار دارای آهنگ گسترش فضایی بیشتر نسبت به پدیده های گرمایی هستند. این ویژگی در طول مشخصه گراف آنها قالب تشخیص است. در ادامه با استفاده از نظریه گراف ، تاریکی های کوچک مقیاس انفجاری و گرمایی با خطای حدود 13 درصد از تعداد 200 تاریکی، تعداد 68 مربوط به پدیده های گرمایی و 132 مربوط به پدیده های انفجاری دسته بندی شده است. بدین منظور از تحول طول مشخصه گراف برای دسته بندی استفاده شده است.

در این مقاله مبتنی بر روش تابع گرین در رهیافت تنگابست، ترابرد الکترونی یک نانو نوار گرافنی شامل یک نقص پیوندی و همچنین یک نانو سیم پلی استیلنی شامل یک پیوند اضافی، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که رسانش الکترونی نسبت به تغییر مکان نقص پیوندی در موارد تشدیدی و غیر تشدیدی، رفتاری متفاوتی از خود نشان می دهد. تنها در مواردی که پیوندهای دوگانه داریم، با تغییر مکان پیوند مقدار رسانش در انرژی صفر، تغییر می کند. به خصوص در نانو سیم پلی استیلنی این تغییرات بیشتر مشاهده می شود. میزان جابه جایی مکان ضد تشدیدها در طیف رسانش، نسبت به تغییر محل نقص پیوندی نیز قویا به نوع و شکل ساختار سامانه مرکزی وابسته است.

در این مقاله انتشار تپ لیزر گاوسی و فمتو ثانیه در کانال پلاسما در نظر گرفته شده و در مورد میزان و نوع القای چرپ بر بسامد تپ لیزر بحث شده است. حضور اثرات نسبیتی و پاشندگی سرعت گروه، در معادلات انتشار مورد بررسی قرار گرفته و نشان داده شده است که اثر نسبیتی موجب القای چرپ مثبت به تپ لیزر با هر چرپ اولیه شده درحالی که اثر پاشندگی سرعت گروه با توجه به نوع چرپ اولیه لیزر، موجب القای چرپ منفی و یا مثبت می شود. از آنجایی که، در ناحیه غیرخطی، اثر نسبیتی بر اثر پاشندگی سرعت گروه غالب است، چرپ القایی مثبت خواهد بود. با مقایسه نتایج، مشخص می شود که برای تولید میدان عقبه بزرگتر، انتشار تپ لیزر با چرپ اولیه مثبت در کانال پلاسما، موثرتر از حالت چرپ منفی و غیرچرپ است.