پژوهش فیزیک ایران
سال:1400 | دوره:21 | شماره:1 (پیاپی 83) |تعداد مقالات:20

تابش سینکروترون، از یک نور قطبی و موازی با درخشندگی خیلی زیاد و شدت بالا تشکیل شده است که شامل ­­­گسترۀ وسیعی از طول موج­ها، از فروسرخ تا پرتوهای X پرانرژی است. در این مقاله خلاصه ای از کاربرد ­­­ های تابش سینکروترون در طیف سنجی و تصویربرداری به کمک پرتو X، ارائه شده است. این کاربرد ها شامل پراش پرتو X مواد پودری (XRPD)، پراکندگی پرتو ایکس در زوایای بزرگ (WAXS)، پراکندگی پرتو ایکس در زوایای کوچک (SAXS)، فلورسانس پرتو X (XRF)، بازتاب­سنجی پرتو X (XRR)، جذب لبۀ نزدیک ساختار ظریف پرتو X (NEXAFS)، جذب لبۀ نزدیک ساختار پرتو X (XANES)، طیف سنجی فوتوالکترونی پرتو X (XPS)، طیف سنجی نشری پرتو X (XES) و تصویر برداری به کمک پرتو X است. این تکنیک­ها، برای مشخصه­یابی انواع ساختارهای مواد مختلف در اندازه­های میکرو و نانو توانایی بالایی دارند. علاوه بر این، استفاده از این فناوری ها مزیت هائی مانند صحت بیشتر اندازه ­گیری­ها، بهبود نسبت "علامت به نوفه"، تفکیک فضایی بهتر و سرعت بیشتر جمع آوری داده­ها دارد.

هدف دراین مقاله، بررسی خواص دینامیکی یک میدان دو مدی تغییر شکل یافتة جفت شده با یک اتم دو ترازی در ‏غیاب تقریب موج چرخان است.‏‎ ‎در قسمت اول‎ ‎یک مدل نظری برای این نوع بر همکنش ارائه می شود. در ‏قسمت دوم ماتریس چگالی کاهش یافتۀ میدان در حضور و در غیاب تقریب موج چرخان به دست آورده می شود.‏‎ ‎سپس ‏اثرات جملات پاد چرخان و پارامتر تغییر شکل با استفاده از روش های عددی روی آمار شمارش فوتون ها ‏و همبستگی متقایل بین مدهای میدان و چلاندگی کوادراتورهای میدان بررسی می شود و نشان می دهیم حتی در ‏محدودة اعتبار‎ ‎تقریب موج چرخان (بر همکنش ضعیف)، اثرات جملات پاد چرخا‎‎ن روی خواص میدان بسیار مهم ‏است.

در این پژوهش الیاف اکسید گرافن به عنوان یک غشای جدید با قابلیت گزینش پذیری انتخابی یونی معرفی می شوند. فیبرهای اکسید گرافن مانند ‏دیگر غشاهای ماکروساختار همواره با حفره ها و نواقصی همراه هستند که برای حل این نقطه ضعف، ترکیبی 50 درصدی از تعلیق اکسید ‏گرافن از صفحات کوچک با میانگین ابعادی نیم میکرومتر مربع و صفحات بزرگ با ناحیه ای به بزرگی بیش از 10 میکرومتر مربع مورد استفاده قرار ‏گرفت. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی و همچنین مقدار جریان یونی عبوری، نشان داد که استفاده از صفحات کوچک به عنوان پر کننده ‏فضاهای خالی موجب افزایش پکیدگی فیبر اکسید گرافن و همچنین کاهش حفره ها و نواقص آن می شود. در ادامه مشخص شد که جریان یونی از ‏درون الیاف ساخته شده از ترکیب صفحات بزرگ و کوچک اکسید گرافن با نسبت بیشتری کنترل می شود که برتری نسبت به الیاف ساخته شده ‏از صفحات بزرگ برای گزینش پذیری یونی است. در نهایت مقیاس پذیری الیاف اکسید گرافن مورد ارزیابی قرار گرفت که مشخص شد با افزایش ‏تعداد و طول فیبرهای کم نقص، جریان یونی به صورت خطی افزایش می یابد

با چشم­پوشی از افت و خیزهای گرمایی محیط و صرفاً با در نظر گرفتن اتلاف ناشی از آن، حرکتِ یک بسته- موج گوسی آزاد را در چارچوب معادلۀ خطی کالدیرولا-کانای و معادلاتِ غیر خطیِ شرودینگر- لانژون موسوم به معادلۀ کاستین و شو-چانگ- هارتمن بررسی می­کنیم. با پیشنهاد جواب گوسی برای چگالی احتمال، به دو معادله، یکی برای تحولِ مرکز بسته-موج گوسی و دیگری برای تحولِ پهنایِ آن می­رسیم. در هر سه مورد، معادلۀ حاکم بر تحول مرکز بسته-موج همان معادلۀ لانژون کلاسیک است در حالی­ که معادلۀ حاکم بر پهنای بسته-موج در رهیافت­های مختلف، متفاوت است. این معادله در چارچوب های و حل تحلیلی دارد ولی در رهیافتِ به روش عددی حل می­شود. محاسبات نشان می­دهند که در همۀ رهیافت­ها، پهنای بسته- موج برای یک ضریب اصطکاک معین، با زمان افرایش می یابد. در یک لحظۀ معین، در چارچوب­های و پهنا با ضریب اصطکاک کاهش می­یابد در حالی که در چارچوب عکسِ این رفتار مشاهده می­شود. همچنین، تغییرات زمانی مقدار انتظاری انرژی و مشتق زمانیِ آن در هر سه رهیافت محاسبه و با هم مقایسه می­شوند. نشان داده می­شود که آهنگ تغییرات انرژی در چارچوب با مقدار انتظاریِ مربعِ میدان تکانه داده می­شود. در انتها، عبور یک بسته-موج گوسی از یک سد پتانسیل مستطیلی در چارچوب به طور عددی مطالعه شده و با حالت بدون اتلاف مقایسه می­شود. مشاهده می­شود که اتلاف، عبور را به­طور قابل ملاحظه­ای کاهش می­دهد.

در این مقاله، دوپایایی (دوپایداری) نوری در یک نانوذرة پلاسمونیک با استفاده از مدل هیدرودینامیک برای الکترون های ‏رسانش بررسی می شود. نشان داده می شود که آستانه دوپایایی نوری، ناحیة دوپایدار و شکل پسماند نوری وابسته به ‏جنس نانوذره و ثابت دی الکتریک محیط اطراف نانوذره‎ ‎‏ پلاسمونیک است‏.

پدیده های پراش در زمان و زود- ورود در مورد سیستم های اتلافی مطالعه خواهند شد. این بررسیِ نظری با استفاده از معادلۀ موج مقیاس شدۀ خطی که در چارچوب نظریۀ کلدیرولا- کانای برای گذار پیوستۀ کوانتومی- کلاسیکی پیشنهاد شده، انجام خواهد شد. دو مثال ساده اما از نظر فیزیکی مهم و جالبِ رهایی آنی از پتانسیلِ یک حائل که در آن رفتارهای گذرا (پراش در زمان) مشاهده می شود؛ و همچنین عبور از یک سد پتانسیلِ سهموی وابسته به زمان که اثرِ زود- ورود را نشان می دهد، مطالعه خواهند شد. محاسبات نشان می دهند که پراش در زمان یک اثر غیر کلاسیکی است و با افزایش ضریب اصطکاک رفتارهای گذرا به تدریج محو می شوند. همچنین، پدیدۀ زود- ورود حتی در رژیم کلاسیکی هم مشاهده می شود. یعنی زود- ورود یک پدیدۀ غیرکلاسیکی نیست. این رفتار با مسیرهای مقیاس شده که در رژیم کوانتومی همان مسیرهای بوهمی هستند، توضیح داده خواهد شد.

در این مقاله دینامیک زنجیرۀ ابررسانایی موج p با برهمکنش و جنبش بلندبرد را پس از دگرگونی ناگهانی پتانسیل شیمیایی مورد مطالعه قرار می دهیم. نشان داده ایم که اگر دگرگونی ناگهانی به نقطة بحرانی سیستم انجام شود گذار فاز کلاسیکی- کوانتومی رخ می دهد و پژواک لاشمیت رفتار کاملاً تناوبی خواهد داشت. همچنین گذار فاز دینامیکی را برای دگرگونی در عبور از نقطۀ بحرانی مورد بررسی قرار دادیم. تحلیل های ما نشان می دهد که گذار فاز دینامیکی هنگامی روی می دهد که حالت اولیۀ سیستم مد لبه ای بدون جرم باشد. در حالی که اگر حالت اولیه مد های لبه ای جرم دار باشند، حتی اگر دگرگونی از نقطۀ بحرانی عبور کند، سیستم دیگر گذار فاز دینامیکی نشان نخواهد داد.

یکی از مدل­های موفق در توصیف پدیده محبوس­شدگی کوارک مدل ورتکس مرکزی پهن است. در این مدل محبوس شدگی به مراکز غیر بدیهی گروه نسبت داده می شود. مراکز غیر­بدیهی گروه پیمانه­ای نیز عامل ایجاد ورتکس­ ها هستند. ورتکس ها ساختارهای سالیتونی نقطه شکل در دو بعد و خط شکل در سه بعد هستند. در این مدل برای محاسبه و رسم نمودار پتانسیل کوارکی در نمایش­های مختلف به مولد­های قطری نمایش های گروه نیاز داریم. برای محاسبة این مولد­های قطری استفاده از روش تانسوری مرسوم است که محاسبات زیادی را می­طلبد. در این مقاله پس از معرفی مدل ورتکس مرکزی پهن، روش تانسوری معرفی می­شود. سپس مفهوم نمودار ریشه و وزن در گروه­های لی معرفی می شود. با استفاده از نمودار ریشه و وزن روشی کارامد و ساده برای محاسبة مولد­های قطری نمایش های گروه ارایه می شود. گروه­های مورد بررسی در این مقاله گروه و است که می­توان این روش را به سایر گروه­ها نیز تعمیم داد.

در این مقاله، با استفاده از نظریۀ اختلالی تابعی چگالی و نظریۀ تابعی چگالی در چارچوب محاسبات اصول اولیه خواص ترمودینامیکی، ساختاری و طیف ارتعاشی دی اکسید توریم مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور محاسبۀ معادلات کوهن- شم جهت به دست آوردن کمینۀ انرژی کل بلور از نرم افزار کوانتوم اسپرسو، که یک کد محاسباتی متن باز است، استفاده شده است. طیف ارتعاشی دی اکسید توریم در امتداد مسیرهای پر تقارن مختلف بررسی شد که نتایج به دست آمده حاکی از پایداری دینامیکی سامانۀ بلوری بود. از مدل شبه هماهنگ دبای- اینشتین که در کد گیبس 2 پیاده سازی شده است، به منظور محاسبۀ خواص ترمودینامیکی دی اکسید توریم تحت دما و فشار بالا استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان دادند که دمای دبای دی اکسید توریم با افزایش دما در یک فشار ثابت کاهش می یافت و با افزایش فشار در یک دمای ثابت افزایش پیدا می کرد. افزایش دمای دبای بیانگر افزایش سختی بلور و سرعت صوت متوسط بود. مشاهده شد که ضریب انبساط گرمایی حجمی و پارامتر گرونیسن با افزایش فشار در یک دمای ثابت به صورت نمایی کاهش می یافتند، در حالی که با افزایش دما در یک فشار ثابت، افزایش می یافتند که بیانگر افزایش انتقال حرارت در شبکه بلوری بود

در این تحقیق، ایروژل­ سیلیکا با روش سل ژل و خشک کردن در دمای محیط و با پیش­مادۀ سدیم سیلیکات ساخته شده است. ایروژل تهیه شده با این روش، فوق آب­گریز است. برای آب­دوست کردن آن، نمونۀ تهیه شده در دمای 400 درجۀ سانتی­گراد به مدت 2 ساعت حرارت داده شد. ساختار نمونه­های تهیه شده با استفاده از الگوی پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، جذب و واجذب گاز نیتروژن مورد مطالعه قرار گرفته است. برای بررسی خاصیت آب­دوستی و آب­گریزی نمونه­ها، آزمایش سطح تماس قطرۀ آّب انجام شده است. پیوندهای شیمیایی نمونه­های تهیه شده با استفاده از طیف سنجی فرو قرمز تبدیل فوریه مورد مطالعه قرار گرفته شد. نتایج نشان دادندکه با آب­دوست شدن ایروژل­ سیلیکا، اندازۀ ذرات تشکیل دهندۀ آن بزرگ تر شده و توزیع اندازۀ حفره­های آن کمتر می­شود. زاویۀ تماس قطرۀ آب با سطح نمونۀ فوق آب­گریز 170 درجه است. این عدد برای نمونۀ آب­دوست به 51 درجه می­رسد. نتایج این تحقیق در مقایسه با نتایج تحقیقات مشابه، بهبود در خاصیت آب­گریزی و حجم کلی قطر حفره و قطر میانگین را برای نمونۀ فوق آب­گریز نشان می­دهد. در این تحقیق برای اولین بار اندازۀ ذرات ایروژل سیلیکای آب­دوست و آب­گریز با استفاده از نرم افزار دیجیمایزر اندازه­گیری شده است

در این مقاله، آرایه­های بسیار منظم نانولولۀ TiO2 با استفاده از آندی­کردن پتانسیواستاتیک ورقۀ Ti به مدت 12 ساعت در ولتاژ V 60 سنتز و در سلول­های خورشیدی رنگدانه­ای پلیمری ژلی مورد استفاده قرار گرفته شد. برای بررسی ریخت­شناسی و خواص نوری نانولوله­ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، الگوی پراش پرتو X (XRD) و طیف­سنجی رامان استفاده شده است. میانگین قطر و طول نانولوله­های سنتز شده به ترتیب nm 100 و µm 30 بوده است. اندازه­گیری­های XRD و رامان، فاز خالص آناتاز را نشان داده است. پلیمر پلی متیل متاکریلیت- متاکریلیک اسید (PMMA-MA) جهت تهیة الکترولیت پلیمری ژلی با الکترولیت مایع بر پایۀ حلال 3- متوکسی پروپیونیتریل ((MPN ترکیب شده است. الکترولیت­های تهیه شده حاوی مقادیر مختلف پلیمر PMMA-MA، به وسیلۀ طیف­سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) مشخصه­یابی شده است. بازده تبدیل توان سلول خورشیدی رنگدانه­ای با الکترولیت پلیمری ژلی قابل مقایسه با بازده سلول متناظر بر پایه الکترولیت مایع بوده است.

در این مقاله، معادلات نرخ برای دیود لیزر تحت تزریق اپتیکی از نقطه نظر تحلیلی و عددی بررسی می شود. با تعیین شرایط هوف و روث-هورویتز، مرزهای پایداری سیستم لیزری مورد مطالعه قرار می گیرد. نمودارهای پایداری نسبت به نامیزانی بسامدی و شدت تزریقی برای مقادیر متفاوتی از ضریب پهن شدگی مورد بحث قرار گرفته است. همچنین، روابط بحرانی را برای نقاط هوفی به دست می آوریم که منجر به ایجاد ناپایداری در سیستم لیزری می شوند. همچنین نشان داده شده که روابط به دست آمده به چهار پارامتر بستگی دارند: شدت پرتو تزریقی، نامیزانی بسامدی، ضریب پهن شدگی و جریان پمپاژ شده به سیستم

نامساوی بل این امکان را ایجاد کرده است که بتوان ناموضعیت را در یک رویداد فیزیکی با معیاری کمّی تعیین کرد. یکی از رویدادهای با اهمیت در فیزیک ذرات بنیادی نقض تقارن ترکیبی پاریته و همیوغ بار CP است که نمایانگر عدم تقارن بین مقدار ذره و پادذره در جهان می باشد. در این مقاله ما توسط یک آزمایش ذهنی، به فرمول بندی نامساوی بل از نوع CHSH برای نوترینوهای مایورانا پرداخته ایم. این نامساوی نسبت به نقض تقارن CP حساس است. به علاوه، با استفاده از دادههای آشکارساز های آزمایش مسافت طولانی نوترینو، مانند بازۀ انرژی نوترینوها و فاصله آشکارسازهای دور و نزدیک از منبع تولید نوترینو، محدوده های مشترک نقض نامساوی بل و CP را به دست آورده ایم.

در این تحقیق به مطالعة خاصیت اپتیکی غیر خطی نانو قطرۀ رنگ شده توسط ائوسین- ب با استفاده از روش روبشگر– زد، اسپکتروفوتومتر و فلورومتر پرداخته شده است. نانو قطرۀ آب در محیط روغن توسط ترکیب آب هگزان و سورفکتنت تهیه شده است که داخل قطره توسط ائوسین - ب رنگ شده است. اندازۀ قطره ها بر روی ضریب شکست غیر خطی با استفاده از روبشگر- زد توسط لیزر 532 نانومتر و توان 80 مگاوات مطالعه شده است. نتایج نشان می دهد اثرهای سطحی در نانو قطره ها باعث شده تا قطره ها با ابعاد کوچک تر، ضریب شکست غیر خطی بزرگ تری داشته باشند. علت این تغییر، کاهش تجمع رنگینه ها در داخل قطره و همچنین کاهش قطبیت حلال قطره نسبت به حلال آب است

سازوکار یک اتم چهار ترازی محصور شده در یک کاواک اپتیکی تک مد با گذار چند فوتونی از لحاظ تئوری در حالت پایا بررسی شده است. رفتار سامانۀ اتم- کاواک بر حسب معادلة اصلی بیان شده است که برای حل این معادله، از مجموعه ای از مقادیر چشمداشتی یک سری عملگر استفاده شده است. روش کسرهای دنباله دار ماتریسی برای حل عددی این دسته از مقادیر چشمداشتی جفت شده به کار رفته است. نحوۀ تغییرات کمیت های فیزیکیِ وارونی جمعیت اتمی، تعداد فوتون میانگین و تابع همبستگی مرتبة دوم به ازای هر گذار مطالعه شده است. در نهایت فرایند تبدیل اتم چهار ترازی به یک اتم سه ترازی تحت چندین شرط خاص برای هر گذاری، مورد بحث قرار گرفته است.

صورت بندی کوانتومی یک سامانة فیزیکی اصولاً بر اساس عملگرهای خلق و نابودی انجام می شود. ما در این مقاله با استفاده از روش کوانتش برزین به تعیین این عملگرهای نردبانی برای ذرة متحرک روی حلقه و کرة دو بعدی می پردازیم. این روش کوانتش برگرفته از رابطة تفکیک واحد روی حالت های همدوس است. در واقع حالت های همدوس یک طرح کوانتش مستقیم از یک حالت کلاسیکی به همتای کوانتومی آن را فراهم می کنند. در این مقاله حالت های همدوس مربوط به سیستم های ذکر شده را از نقطه نظر تابع هستة گرمایی مورد بحث قرار می دهیم.

در این مقاله روشی برای تولید پالس های باند فراپهن (UWB) که که اساس کار آن، یک تداخل سنج ماخ زندر است با یک تشدیدگر حلقه ای کوچک سیلیکونی دارای قابلیت تغییر پیکربندی جفت شده است گزارش شده است. سیگنال های باند فراپهن تک چرخه ای و دوتایی با پهنای زمانی پالس پیکوثانیه تولید می شوند که تشدیدگر کوچک حلقه ای به ترتیب با پالس های الکتریکی مربعی و گاوسی مدوله می شود. سیستم های فوتونیکی ریزموج که با اجزای بزرگ نوری کار می کنند از بزرگی حجم، استفاده زیاد از انرژی، هزینه بالا و آسیب پذیری در برابر اختلالات محیط زیستی رنج می برند. بنابراین، بسیار مطلوب است که سیستم فوتونیکی ریزموج را بر روی یک تراشه جمع کنیم تا فشرده تر، ارزان تر و کم مصرف تر بشود.. سیگنال های باند فراپهن خواص ذاتی از جمله مصونیت در برابر محو شدن در حرکت چند مسیره، پهنای باند گسترده و چگالی توان طیفی پایین دارند. یکی از کاربردهای آن در مخابرات بی سیم کوتاه برد و توان بالا برای انتقال بدون تاخیر و بی سیم داده های چندرسانه ای حجیم قرار دارد. همچنین می تواند در حالت سرعت و توان کم برای کاربردهای اینترنت اشیا مانند موقعیت یابی دقیق داخلی استفاده بشود. برخلاف تخمین مسافت وای فای یا بلوتوثی که بر اساس شدت سیگنال کار می کنند، سیگنال باند فراپهن پهنای پالس بسیار باریکی دارد، شبیه پالس رادار، که آن را قادر می سازد تا با استفاده از زمان پیشروی پالس و با دقت 10 سانتی متر، موقعیت را تخمین بزند. با مدولاتور تشدید که بر اساس فوتونیک سیلیکون می باشد، می توان به تولید سیگنال ریزموج قابل تنظیم روی تراشه، بسیار امیدوار بود.

فروکشی دمایی به عنوان یک اثر مهم و شناخته شده در ترکیباتی که خاصیت ترمولومینسانس از خود نشان می دهند، در بررسی ها باید مورد توجه قرار گیرد. در میان مدل های توصیف کنندة پدیدة ترمولومینسانس، مدل سینتیک مرتبة آمیخته توصیف واقعی تری از این پدیده ارائه می دهد. در این کار اثر فروکشی دمایی در مدل سینتیک مرتبة آمیخته وارد شده و تابع جداسازی منحنی درخشش ترمولومینسانس جدیدی برحسب شدت بیشینه و دمای شدت بیشینه حاصل شده است. رابطة جدید با مساوی صفر قرار دادن پارامترهای فروکشی دمایی، به همان رابطة قبلی خود بدون اثر فروکشی دمایی تبدیل می شود. همچنین پارامترهای سینتیک قلة پنجم دزیمتر ترمولومینسانس LiF:Mg,Ti (TLD-100) با در نظرگرفتن رابطة جدید (با درنظرگرفتن اثر فروکشی دمایی) و رابطة قبلی (بدون در نظر گرفتن اثر فروکشی دمایی) به ازای مقادیر مختلف آهنگ گرمادهی تعیین و نتایج آن مقایسه شده است.

اندازه گیری و تعیین میزان پرتوزایی آلفا و بتای کل در آب به دلیل خطرات رادیوبیولوژیکی آنها در همة جوامع و کشورهای دنیا اهمیت فراوانی داشته و جزئی از اهداف سازمان های استاندارد و بهداشت عمومی است. اندازه گیری همزمان ذرات گسیلنده آلفا و بتا در آب با شمارندۀ سوسوزن مایع یکی از بهترین روش های شمارش است. در این روش به دلیل همپوشانی طیف آلفا و بتا، ارزیابی میزان تداخل آلفا و بتا و سطح مناسب PSA در شمارش نمونه بسیار مهم است. هدف از این تحقیق اندازه گیری میزان پرتوزایی آلفا و بتای کل تعدادی از آب های بطری شده با نام های تجاری مختلف و مقایسة آنها با حد مجاز و استانداردهای بین المللی است. برای رسیدن به این هدف این کار در دو فاز انجام می شود. در فاز اول با استفاده از دو محلول استاندارد امرسیوم-241 و استرانسیوم-90 با اکتیویته 21 و 40 بکرل پارامترهای تداخل آلفا و تداخل بتا مشخص و سطح مناسب PSA به دست می آید. در فاز دوم 10 نمونه آب بسته بندی شده با نام های تجاری مختلف توسط دستگاه شمارندة سوسوزن مایع مدل 1220Quantulus مورد تحلیل و شمارش قرار می گیرد. نتایج مقدار PSA مناسب برای اندازه گیری پرتوزایی آلفا و بتای کل در آب را 110 تعیین کردند و نتایج حاصل از شمارش نمونه، پرتوزایی mBq/l 41-62 را برای آلفای کل و mBq/l 57-85 را برای بتای کل نشان می داد که با مقایسة حدود استاندارد زیر حد مجاز قرار دارند.

بر اساس روش های تقریبی و عددی، بسامد‏های شبه نرمال سیاه چاله‏ ها در گرانش جرم دار‏ dRGT تحت اختلال الکترومغناطیسی محاسبه شده و پایداری دینامیکی این سیاه چاله‏‏ ها بررسی شده است. همچنین تأثیر جرم گراویتون بر روی بسامد‏ها بررسی شده و نشان داده شده است که نه تنها تقریب WKB برای معتبر است بلکه این روش صرفاً برای گراویتون های با جرم پایین اعتبار خود را حفظ می کند.