پژوهش فیزیک ایران
سال:1390 | دوره:11 | شماره:1 |تعداد مقالات:13

در این مقاله، اثر میدان مغناطیسی چنبره ای در اطراف قرص های نازک خود گرانشی با الگوی وشکسانی بتا مطالعه می شود. انتظار داریم با اعمال میدان مغناطیسی در یک قرص نازک خود گرانشی با الگوی b رفتار متفاوتی در مقایسه با حالت بدون میدان مغناطیسی داشته باشیم. با استفاده از حل روش های خود مشابهی تحول زمانی قرص های وشکسان خود گرانش پلی تروپ در اطراف یک جسم مرکزی جوان را بررسی می کنیم و بعضی از کمیت های فیزیکی را به این روش به طور عددی تعیین می کنیم. نتایج ما این طور نشان می دهد که با افزایش اثر میدان مغناطیسی مولفه شعاعی سرعت حداقل در نواحی داخلی قرص کاهش پیدا می کند و در ضمن مولفه سمتی سرعت افزایش پیدا می کند. از طرفی چگالی سطحی با افزایش اثر میدان مغناطیسی، افزایش پیدا می کند و آهنگ برافزایش جرم، کاهش پیدا می کند.

لنز های متمرکز کننده الکترواستاتیکی کاربرد بسیار وسیعی در شتاب دهنده های الکترواستاتیکی و به خصوص در تفنگ های الکترونی دارند. در این مقاله تحلیل پارامتری یک سیستم شتاب دهنده و متمرکز کننده الکترواستاتیکی برای یک باریکه الکترونی انجام شده و سپس با حل معادلات به دست آمده به کمک نرم افزار MATLAB یک مجموعه از روزنه تابش الکترونی، الکترود شتاب دهنده و لنز متمرکز کننده به منظور شتاب دهی باریکه الکترونی تولید شده توسط کاتدی به شعاع 4 mm و جریان 2 mA در فاصله کمتر از 10 cm و تا انرژی 30 keV و واگرایی کمتر از 5o طراحی شده است. در نهایت رفتار یک باریکه الکترونی با مشخصات فوق در این مجموعه به وسیله نرم افزار CST Studio Design شبیه سازی شده است. نتایج شبیه سازی به فرض های اولیه طراحی بسیار نزدیک است که درستی شیوه به کار رفته در تحلیل و طراحی این مجموعه را نشان می دهد.

بر اساس روش متعارف تداخل نوری، با اندازه گیری میزان جا به جایی فریزهای تداخلی، ضخامت لایه نازک به دست می آید. جهت افزایش دقت در سنجش ضخامت های کم و کاهش خطاهای اندازه گیری، نمودار شدت فریزها قبل و بعد از فرآیند ایجاد پله، رسم می شود. با اندازه گیری میزان جا به جایی فریزهای تداخلی، امکان اندازه گیری ضخامت لایه های نازک از مرتبه چند نانومتر فراهم می شود. همچنین با بهره گیری از جا به جایی نمودار شدت و استفاده از اعوجاج های موجود در نمودار شدت فریزهای تداخلی، زبری سطح نمونه با دقت 2 نانومتر اندازه گیری می شود. نتایج مقایسه هر دو اندازه گیری با روش های سنجش مستقیم، حاکی از صحت روش پیشنهاد شده است.

اقلیم یک عامل بسیار مهم و محدود کننده در تولیدات کشاورزی می باشد. مطالعه اختلاف دمای شبانه روزی یکی از پارامترهای مهم در ارزیابی تغییر اقلیم و محیط زیست در یک منطقه می باشد. این پارامتر از اختلاف دمای حداکثر و دمای حداقل شبانه روز محاسبه می شود. در این مطالعه، روند تغییرات اختلاف دمای شبانه روزی (DTR) در 11 ایستگاه سینوپتیک کشور مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. ایستگاه ها دارای 50 سال داده پیوسته در دوره آماری 2005-1956 بودند و از نظر مکانی در سطح کشور دارای توزیع مناسبی می باشند. جهت تعیین نوع اقلیم ایستگاه ها، روش یونسکو مورد استفاده قرار گرفت، و طبق این روش اغلب ایستگاه ها دارای اقلیم خشک و نیمه خشک بودند. جهت بررسی همگنی داده ها، آزمون Run-test و جهت بررسی نرمال بودن سری زمانی داده ها، آزمون کلموگروف-اسمیرنوف استفاده گردید. مطالعه روند و معنی داری پارامتر DTR، با استفاده از آزمون ناپارامتریک من-کندال و رگرسیون خطی در سطح معنی داری 95 درصد و در دو مقیاس ماهانه و سالانه، صورت گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که 18 درصد از ایستگاه ها توسط آزمون من-کندال و رگرسیون خطی هیچ روند معنی داری برای DTR نشان ندادند، ولی 82 درصد بقیه ایستگاه ها در اغلب ماه ها دارای روند منفی بودند. البته این ایستگاه ها در برخی ماه ها فاقد روند در اختلاف دمای شبانه روزی بودند. بررسی ها وجود هماهنگی 95.5 درصدی بین نتایج دو آزمون من-کندال و رگرسیون را تایید نمود. همچنین مقادیر شیب کاهشی به دست آمده از آزمون من-کندال نیز توسط روش رگرسیون خطی تایید شد. در این تحقیق با رگرسیون خطی ماه های با بیشترین و کمترین شیب مشخص شدند. میانگین شیب کاهشی روند DTR در ایستگاه های دارای روند حدود 0.445- درجه سانتیگراد در دهه به دست آمد. طبق نتایج به دست آمده روند کاهشی تغییرات DTR در ایستگاه های شمالی و مرکزی بیشتر از ایستگاه های جنوب کشور بود.

یک مدل مرتبه آمیخته ترمولومینسانس برای توصیف منحنی تابش ترمولومینسانس با یک توزیع پیوسته و یکنواخت از مراکز گیراندازی معرفی شده است. همچنین نشان داده شده است که این مدل در حالت های حدی به مدل های ساده تر تبدیل می شود. رابطه معرفی شده برای شدت ترمولومینسانس برحسب دمای بیشینه (Tm) و قله تابش ترمولومینسانس (Im) بیان شده است که این پارامترها به راحتی از شکل منحنی تابش ترمولومینسانس قابل تخمین هستند و به عنوان مقادیر تخمینی اولیه در فرآیند برازش مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به اینکه پارامترهای وارد شده در مدل جدید مستقیما به خصوصیات فیزیکی سیستم ارتباط دارند، نتیجه شده است که مدل پیشنهادی در توصیف فیزیکی پدیده ترمولومینسانس با توزیع پیوسته مراکز گیراندازی کارآیی بیشتری دارد.

انتشار و پخش امواج آکوستیک یکی از پدیده های مهم در فیزیک می باشد. کاربردهای وسیعی چون مخابرات زیردریایی، شناسایی و تشخیص عیوب داخلی مواد توسط امواج آکوستیک تا خردسازی برون اندامی سنگ های درون اندامی به وسیله امواج شوک، نشان از اهمیت و کاربردهای وسیع چنین پدیده ای دارد. صرف نظر از کاربرد و استفاده از چنین پدیده ای، مطالعه بر روی تولید و انتشار امواج آکوستیک از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در مقاله حاضر به بررسی تحلیلی و نیز اندازه گیری تجربی افت امواج آکوستیک در مواد فلزی پرداخته شده است. ابتدا معادلات دیفرانسیل حاکم بر انتشار امواج آکوستیک، در یک میله استوانه ای که در اثر حرکت موج آکوستیک، مقداری از آن مستهلک می شود، استخراج گردید. با در نظر گرفتن شرایط مرزی و شرایط اولیه، معادله و منحنی حرکت موج آکوستیک در ماده ای که در اثر حرکت موج مستهلک می شود حاصل شد. با استفاده از تکنیک های موجود در آنالیز مودال تجربی به بررسی تجربی افت انرژی و نیز استخراج ضرایب میرایی امواج آکوستیک پرداخته شده است. با بررسی اطلاعات حاصل از آزمون های تجربی همچون تابع پاسخ فرکانسی، ضابطه و نمودار مربوط به استهلاک فلزی بر حسب فرکانس موج در حال نشر استخراج گردید. مواد فلزی انتخاب شده برای آزمون، دو نمونه فولادی و آلومینیومی است.

در این مقاله چگالی اتم های مس که به عنوان هدف انتخاب شده است با روش طیف نگاری جذبی تشدیدی برای فشارهای مختلف گاز کاری و توان های مختلف منبع تغذیه سیستم پلاسما اندازه گیری شده است. به عنوان منبع نور برای طیف نگاری جذبی تشدیدی از یک لامپ کاتد توخالی مس (Cu hollow cathode lamp) استفاده شده است. ضمنا با اضافه کردن درصد مناسبی از نیتروژن به گاز کاری آرگون با استفاده از طیف دورانی مولکول نیتروژن و با بهره گیری از یک برنامه کامپیوتری مناسب دمای گاز به دست آمده است.

در برهم کنش های هادرونی نکته ای که کمتر به آن پرداخته شده است اثر جرم هادرون های برهم کنش کننده روی نتایج مربوط به تابع توزیع انرژی هادرون خروجی است. در این مقاله ضمن ارائه روشی برای اعمال این اثرات جرمی، که منجر به اصلاح روابط بنیادی درQCD  خواهد شد، نشان خواهیم داد چگونه این اثرات جرمی نتایج را به صورت چشمگیری بهبود خواهد بخشید.

هدف پژوهش حاضر این است که به کمک روش همگرایی ضعیف، خوشه های کهکشانی را آشکارسازی کنیم. به این ترتیب که روش روزنه جرم را برای منطقه ای به وسعت 0.32 درجه مربع که توسط دوربین WFI در تلسکوپ MPG/ESO2.2 گرفته شده است اعمال نموده و قله های جرمی را بر اساس جرمشان و نه بر اساس روشناییشان آشکار می نماییم. برای این منظور از تابع فیلتر مناسب، به پروفایل برش و سپس پروفایل جرمی آن می رسیم. در نهایت قله های جرمی با اطمینان آشکارسازی بالاتر را استخراج می کنیم. انتقال به سرخ این مجموعه از قله های جرمی را می توان در تحقیق های بعدی به دست آورد و جرم دقیق آنها را محاسبه نمود.

به ازای بعضی از مقادیر زاویه پراکندگی در پراکندگی نوترینوی میونی از روی الکترون قطبیده، جملات ناشی از قطبش در سطح مقطع پراکندگی باعث کاهش جملات غیر قطبیده می شود. این در حالی است که به جملات ناشی از ممان مغناطیسی نوترینو هیچ تصحیحی به خاطر قطبش الکترون اولیه اضافه نمی شود. بنابراین مطالعه ممان مغناطیسی نوترینو با استفاده از پراکندگی نوترینو از روی الکترون قطبیده منجر به حد قویتری بر روی این کمیت نسبت به مورد غیر قطبیده می شود. از طرفی در فضا-زمان ناجابجایی، نوترینوها به عنوان ذراتی که از نظر الکتریکی خنثی هستند در QED ناجابجایی به طور مستقیم با فوتون جفت می شوند. در این مقاله ما تصحیحات ناشی از QED ناجابجایی را بر روی سطح مقطع پراکندگی نوترینوی میونی از روی الکترون قطبیده حساب می کنیم. از نظر وابستگی نسبت به زاویه پراکندگی، تصحیحات ناشی از ناجابجایی دارای اختلاف فاز p/2 با جملات ناشی از قطبش در فضای عادی است. لذا جملات ناشی از ناجا به جایی، کاهش ذکر شده را از بین نمی برد.

یکی از پدیده هایی که در برهم کنش لیزر-پلاسما، زمانی که توان لیزر به اندازه کافی قوی باشد، قابل مشاهده است، تولید امواج دنباله پلاسما با دامنه بزرگ و با سرعت فاز نزدیک به سرعت نور است. با استفاده از این امواج پلاسما، که در واقع یک اختلال چگالی الکترونی پلاسماست، می توان یک الکترون را تا انرژی های بالا، بیش از TW 1، شتاب داد. این روش شتاب دادن الکترون ها توسط پالس لیزر کوتاه و پر شدت به LWFA (Laser WakeField Accelerator) معروف است. هنگامی که پالس نور از پلاسما عبور می کند، جدایش باری که از این جا به جایی به وجود می آید، الکترون ها را به عقب پس می راند و نوسان پلاسما تولید می شود. موج دنباله که با سرعت فاز نزدیک به سرعت نور منتشر می شود، می تواند الکترون ها را به دام بیندازد. در شتاب دهنده های LWFA نیروی گرانروی نقش بسیار مهمی را ایفا می کند. از آن جایی که موج الکترومغناطیسی که در یک پلاسمای کم چگال منتشر می شود، دارای سرعت گروهی کمتر از سرعت نور است و بنابراین پتانسیل گرانروی ناشی از پالس لیزر با زمان صعود متناهی می تواند الکترون ها را به دام انداخته و تا انرژی های بسیار بالا شتاب دهد. در این مقاله، به بررسی شبیه سازی ذره در جعبه (Particle In Cell) دو بعدی الکترومغناطیسی تولید موج دنباله (WakeField) و شتاب دادن الکترون ها توسط پالس لیزر کوتاه و پر شدت در پلاسمای کم چگال می پردازیم. با استفاده از کد دو بعدی الکترومغناطیسی که با زبان برنامه نویسی فورترن 90 نوشته شده است، چگونگی انتشار امواج الکترومغناطیسی با اشکال مختلف در خلأ و پلاسما شبیه سازی شد. پس از اطمینان از صحت عملکرد کد دو بعدی الکترومغناطیسی، در نهایت این کد را نسبیتی کرده و پدیده تولید امواج دنباله پلاسما در پشت پالس فرودی و شتاب گرفتن الکترون ها در اثر عبور این پالس قوی شبیه سازی شد. مشاهده شد که در اثر عبور پالس الکترومغناطیسی متقارن، میدان طولی تولید شده در پلاسما، در پشت پالس، نسبت به حالتی که پالس فرودی نامتفارن باشد، ضعیف تر می باشد، و الکترون ها انرژی کمتری دریافت می کنند. در مورد پالس نامتقارن، زمانی که ناحیه جلوی پالس دارای زمان صعود کوچکتری نسبت به ناحیه عقب پالس است، موج دنباله قوی تری در پلاسما، در پشت پالس، تولید می گردد، و الکترون ها انرژی بیشتری دریافت می کنند. به عکس هنگامی که زمان صعود ناحیه جلوی پالس بزرگتر از ناحیه عقب پالس باشد، موج دنباله ضعیف تری در پلاسما، در پشت پالس، تولید می گردد و نسبت به حالت قبل، الکترون ها انرژی کمتری می گیرند.

در این مقاله با استفاده از روش شبیه سازی ذره ای (PIC) در یک بعد، رفتار سالیتون های یون آکوستیک در محیط پلاسما بررسی شده است. در این روش دینامیک یون ها به صورت ذره ای در نظر گرفته شده و الکترون ها در حال تعادل حرارتی می باشند. ابتدا با مطالعه رابطه پاشندگی امواج یون آکوستیک، صحت کد شبیه سازی در ناحیه خطی مورد ارزیابی قرار گرفته است، نتایج به دست آمده با تقریب خوبی با حل تحلیلی تطابق دارد که نشان می دهد این کد در رژیم خطی به خوبی عمل می کند، سپس با در نظر گرفتن اختلال اولیه ای که جواب معادله کرتوگ دوریس غیرخطی می باشد پایداری سالیتون های یون آکوستیک مورد مطالعه قرار گرفته و نشان داده شده است سالیتون با حفظ شکل و سرعت خود در محیط منتشر می شود.