پژوهش فیزیک ایران
سال:1400 | دوره:21 | شماره:4 (پیاپی 86) |تعداد مقالات:25

در این مقاله کلیه مراحل مختلف طراحی و ساخت یک شتابگر خطی فرکانس رادیوئی موج رونده، به اجمال نوشته شده است. اجزاء اصلی این شتابدهنده عبارتند از تفنگ الکترونی، پیش خوشه ساز، خوشه ساز، کاواک اصلی شتابدهی، مجموعه تولید و انتقال توان بالای فرکانس رادیوئی، آهن رباهای هدایت و کانونی کننده، مجموعه سخت افزاری و نرم افزاری کنترل و پایش شتابدهند و بالاخره مجموعه تشخیص و اندازه گیری مشخصات باریکه. کلیه این اجزاء اصلی و همچنین قسمت های متعدد دیگر، با تکیه بر فناوری داخل کشور طراحی و ساخته شدند و برای کنترل کیفیت ساخت، اندازه گیری های مربوط انجام شده است. حاصل کار، ساخت یک شتابدهنده خطی موج رونده الکترون است با بیشینه انرژی 4.5MeV که کلیه پارامترهای آن قابل تنظیم و اندازه گیری هستند. این شتابدهنده، در ایران، ابزاری منحصر بفرد است برای آموزش علم شتابدهنده های ذرات و تحقیق وتوسعه تجربی در زمینه شتابدهنده های خطی الکترون و فیزیک باریکه.

در این مقاله خواص اپتیکی نانوساختارهای بیضی شکل نقره با استفاده از تقریب دوقطبی مجزّا در محیط آب مورد بررسی قرار گرفت. سطح مقطع های جذب، پراکندگی و خاموشی این دسته از نانوساختارها بر حسب تغییرات طول موج نور فرودی در ناحیۀ مرئی و فروسرخ نزدیک محاسبه شد. همچنین تغییرات ارتفاع، طول موج و پهنای نواری قله های سطح مقطع خاموشی (ناشی از تشدید پلاسمونی) بر حسب اندازۀ نانوذرات و ثابت دی الکتریک محیط مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که تنها دو قلۀ مد دو قطبی عرضی و طولی در این طیف وجود دارد‏.

در این مطالعه، مسیر حرکت نانوذرۀ مغناطیسی در مویرگ مستقیم را در حضور آهنربای استوانه ای مورد بررسی قرار می دهیم. با استفاده از معادلۀ حرکت ذره در حضور نیروهای مغناطیسی و شناوری، مسیر حرکت نانوذرۀ مغناطیسی در یک مویرگ مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج عددی نشان می دهد که احتمال به دام افتادن نانوذرۀ مغناطیسی در مویرگ تابعی قوی از شدت میدان مغناطیسی، شعاع ذره، مغناطش ذره و قطر مویرگ می باشد. در این مطالعه مسیر حرکت ذره در داخل مویرگ برای مقادیر متفاوت اندازۀ ذره، مغناطش آهنربا، مغناطش اشباع ذره، قطر مویرگ و وشکسانی ذره با پذیرفتاری مغناطیسی وابسته به میدان بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش شعاع ذره، مغناطش آهنربا، مغناطش اشباع ذره و همچنین با کاهش شعاع رگ، احتمال به دام افتادن ذرۀ شناور در کانال افزایش می یابد.

در این مقاله، گسیل لیزر کاتوره ای از محلول های کلوئیدی رنگدانه ای شامل میکروساختارهای کربن نیترید گرافیتی (g-C3N4) را گزارش می دهیم. میکروساختارهای g-C3N4 در محلول رنگدانۀ آلی رودامین B پخش می شوند تا بازخورد نوری لازم را از طریق رخدادهای چندپراکندگی نور فراهم کنند. مولکول های رودامین B بهرۀ نوری را از طریق فرایند گسیل القایی تحت دمش نوری پر شدت فراهم می کنند. به صورت تجربی نشان داده می شود که تابش لیزری کاتوره ای در محلول کلوئیدی ساخته شده از رنگدانه و میکروساختارهای g-C3N4، پس از یک آستانۀ مشخص، اتفاق می افتد. ما رفتار وابسته به دمش سامانة پیشنهاد شده را مطالعه می کنیم. از آنجایی که فقط گسیل خود به خودی تقویت شده از محلول شامل رنگ رودامین B بدون میکروساختارهای g-C3N4 به دست می آید، بنابراین اثبات می شود که وجود میکروساختارهای g-C3N4 نقش کلیدی در مشاهدۀ تابش لیزری کاتوره ای دارد. در پایان، غلظت میکروساختارهای g-C3N4 را تغییر داده و مشاهده می کنیم که با افزایش غلظت میکروساختارهای g-C3N4، شدت تابشی افزایش و آستانۀ لیزری کاهش پیدا می کند. بنابراین اثبات می شود که میکروساختارهای g-C3N4 می توانند گزینۀ خوبی برای انتخاب محیط پراکنندۀ لیزرهای کاتوره ای باشند و بازخورد نوری لازم برای دستیابی به گسیل لیزری کاتوره ای توسط چند پراکندگی نور از میکروساختارهای g-C3N4 تأمین می شود.

در تحقیق حاضر بر پایة تئوری پتانسیل مجاورت به مطالعة سیستماتیک نقش اثرات انرژی سطحی و همچنین وابستگی دمایی در تحلیل پدیدة مانع همجوشی در واکنش های یون-سنگین پرداخته ایم. برای این منظور، محاسبات پتانسیل برهم کنشی را با استفاده از نسخۀ اصلی پتانسیل مجاورت 1977 (77 Prox.) انجام داده ایم و در بخش محاسبات سطح مقطع همجوشی نیز از رویکرد جفت شدگی کانال ها بهره گرفته ایم. سیستم های همجوشی مورد بررسی در این تحقیق شامل واکنش های یون- سنگین 11B+197Au، 12C+198Pt، 16O+208Pb، 28Si+64Ni، 28Si+94Mo، 32S+89Y، 58Ni+58Ni، 34S+89Y، 12C+204Pb و 36S+64Ni هستند که همگی در شرط Q<0 صدق می کنند و حاصل ضرب اعداد اتمی هسته های شرکت کننده در آنها در محدودة 784 ≥ Z1Z2 ≥ 392 قرار دارند. محاسبات اولیه نشان می دهند که مدل 77 Prox. مقادیر تئوری سطح مقطع همجوشی را به ویژه در نواحی انرژی پایین تر از سد همجوشی، کمتر از داده های تجربی متناظر پیش بینی می کند. این در حالی است که اعمال اثرات فیزیکی یاد شده، موجب افزایش این مقادیر و در عین حال بهبود توافق آنها با داده های آزمایشگاهی سطح مقطع در واکنش های انتخابی می شود. علاوه بر این، با در نظر گرفتن اثرات وابستگی به انرژی برای ثابت انرژی سطحی 0γ صورتمندی مجاورت در محدودۀ انرژی های خیلی کم توانسته ایم رفتار داده های تجربی سطح مقطع های همجوشی، ضریب اخترفیزیکی S(E) و همچنین مشتق لگاریتمی L(E) را در این نواحی به خوبی بازتولید کنیم.

در این مقاله، شتاب الکترون به وسیلۀ موج پلاسما در ساز و کار عکس لیزر الکترون آزاد (IFEL) در حضور میدان مغناطیسی ویگلری چهارقطبی و کانال یونی لیزری، به صورت تحلیلی و عددی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد، افزایش دامنه و طول موج ویگلر چهارقطبی تا یک مقدار بهینه، تأثیرات قابل توجهی بر روی شتاب الکترون و دینامیک نسبیتی آن در کانال یونی لیزری دارد. در حضور مقادیر بهینه شدت و طول موج ویگلر چهارقطبی، شتاب الکترون بیش از 90% نسبت به عدم حضور ویگلر افزایش پیدا می کند. علاوه براین، نتایج عددی نشان می دهد در صورتی که الکترون ها با انرژی جنبشی اولیۀ بیشتری در میدان ویگلری پرتاب شوند، مدت زمان بیشتری در فاز شتاب موج پلاسمایی باقی مانده و انرژی بیشتری از موج دریافت می کنند. بنابراین، در یک شتابدهندۀ لیزر- پلاسما، شتاب الکترون و دینامیک نسبیتی آن با استفاده از شدت میدان ویگلری، طول موج ویگلری، و انرژی جنبشی اولیۀ الکترون ها قابل تنظیم خواهد بود. نتایج مطلوب مطالعات انجام شده در این حوزه می تواند نویدبخش نسل جدید شتابدهنده های پلاسمایی بر اساس ساختارهای ویگلری باشد.

در کار حاضر سطح مقطع جزئی کامل یونش اتم هلیوم در برخورد با پروتون در محدودۀ انرژی های بالا محاسبه شده است. محاسبات سطح مقطع جزئی کامل با استفاده از فرمول بندی های سه جسمی در تقریب مرتبة اول بورن-فادیف با در نظر گرفتن مدل الکترون فعال و چهارجسمی در تقریب مرتبة اول بورن انجام شده است. به منظور بررسی دقیق دینامیک برخورد محاسبات تقریب مرتبة اول بورن-فادیف با استفاده از دو تابع موج تک الکترونی، تک پارامتری و هارتری فاک انجام شده و در تقریب مرتبة اول بورن چهارجسمی توابع موج دو الکترونی هیلراس و سیلورمن با در نظر گرفتن همبستگی های الکترونی به کار گرفته شده است. سطح مقطع های جزئی کامل محاسبه شده در انرژی های الکترون یونیده شده و اندازه حرکت های انتقالی مختلف با نتایج تجربی و نظری در دسترس مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که در محدودة انرژی های بالا و فرایند یونش اثرات همبستگی الکترونی از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند.

همبستگی‏ های نوکلئون- نوکلئون مادۀ هسته ‏ای نامتقارن در حالت‏ های جفت ‏شده 3S1- 3D1 و 3P2- 3F2 برای پتانسیل‏ های دو- نوکلئونی AV18 و AV’6 با روش وردشی پایین‏ ترین مرتبۀ مقید مطالعه می‏ شوند. در این محاسبات، تابع همبستگی تانسوری (یا اسپین- مدار) در حالت جفت‏ شده‏ 3S1- 3D1 (3P2- 3F2) لحاظ می ‏شود. انرژی مادۀ هسته ‏ای نامتقارن و شعاع ترمیم همبستگی‏ های غیرمرکزی در حالت‏ های مذکور گزارش می‏ شوند. مشخص می‏ شود که با کاهش نسبت پروتون به نوترون (شعاع‏ های ترمیم)، توابع همبستگی غیرمرکزی حالت ‏های جفت‏ شده تقویت می ‏شوند. نشان می‏ دهیم که توابع همبستگی غیرمرکزی و انرژی‏ مادۀ هسته‏ ای نامتقارن در حالت جفت‏ شده 3P2- 3F2 بیشتر از حالت 3S1- 3D1 به اندرکنش دو- نوکلئونی وابسته ‏اند‏.

در این پژوهش، شکنندگی چلاندگی، در تولید نور کوانتومی چلانده، در اثر تماس با یک منبع حرارتی شبیه سازی شده است. به این منظور، از یک کاواک واهلشی تک مد با یک محیط غیرخطی با پذیرفتاری مرتبه دوم غیر صفر استفاده شده است. محیط غیرخطی کاواک، با یک پمپ لیزر با بسامد معین تحریک می شود و جفت فوتون های یکسان با بسامد نصف لیزر محرک تولید می شود. به این فرایند اصطلاحاً تبدیل نزولی پارامتری واگن می گویند. در غیاب هر نوع اتلافی، شبیه سازی، یک چلاندگی با پارامتر تابع خطی از زمان را به دست می دهد که با محاسبات تحلیلی کاملاً سازگار است. در حضور اتلاف دو فوتونی ناشی از تماس سامانه با یک منبع سرد، رقابت بین بهرۀ حاصل از لیزر محرک و اتلاف دو فوتونی، منجر به چلاندگی پایدار برای خلأ اولیه در حالت پایای سامانه می گردد. در انتها، نشان داده شده است که یک منبع با دمای غیر صفر، منجر به حذف چلاندگی و رسیدن تابش نهایی کاواک، به یک مخلوط حرارتی از حالت های فوک می شود‏.

سالیتون های کاواک (لکۀ روشن و یا تاریک نوری که با گذشت زمان هیچ تغییری در وضعیت­شان رخ نمی دهد) به عنوان یکی از جذاب ترین ساختارهای جایگزیده، همواره موردتوجه قرار داشته اند. در داخل مشددها، با ایجاد تعادل بین اثرات خطی و غیرخطی و همچنین بین تلفات و تزریق نور، یک سالیتون فضایی- زمانی1 تشکیل می شود. در مطالعات قبلی سالیتون های کاواک، از بررسی زمانی و تحولات سالیتون در راستای انتشار (z) صرف نظر شده بود. در این مقاله رفتار سالیتون ها با اعمال دینامیک زمانی ‎و مطالعۀ رفتار آنها برای هر z دلخواه بررسی شده است. با در نظر گرفتن این موضوع، درصورتی که سالیتون ها داخل مشدد فعال قرار گیرند نوع خاصی از سالیتون ها به نام سالیتون فازی تشکیل خواهد شد. در این مقاله با استفاده از شبیه سازی، رفتار اندرکنشی سالیتون های فازی و نیز شرایط اندرکنش دو سالیتون برای کلیدزنی بررسی شده است. رفتار تک سالیتون موجود در مشدد بعد از اعمال سالیتون دوم با شرایط دست سانی مخالف مطالعه و با استفاده از این ایده، خاموش سازی هر دو سالیتون بررسی شده و مشخصات لازم برای این امر تعیین شده است.

در این مقاله نشان می­دهیم که از یک گوۀ شفاف یا تیغۀ تخت گوه­دار می­توان به جای یک تداخل­سنج با کاربردهای متعدد استفاده کرد. با استفاده از این تداخل­سنج می­توان توزیع فاز را بر روی فریزهای تداخلی تحریر (مدوله) کرد و با استفاده از آن، به طور کمی، موازی بودن باریکۀ نوری و ابیراهی جبهۀ موج را اندازه گرفت. همچنین برای تعیین شکل خط طیفی در گسترۀ وسیع، اندازه­گیری طول موج و ضریب شکست جامدات و مایعات می­توان از این تداخل­سنج استفاده کرد. به­علاوه با این وسیله می­توان باریکه­های مناسب نور برای انجام تمام نگاری (هولوگرافی) و مطالعۀ اجسام فازی و ساخت توری­های پراش ایجاد کرد‏.

در این مطالعه، واپاشی مزون سنگین به دو مزون و مورد بررسی قرار گرفت. این واپاشی در سال 2017 توسط همکاران LHCb برای اولین بار مشاهده شد. آنها نسبت شاخه ای این واپاشی را مقدار 4-10× (06/0±27/0 ± 53/0±01/5) به دست آورده اند. در این مطالعه نمودار فاینمن بر پایه مدل استاندارد رسم شد. این نمودار نشان می­دهد که فرایند واپاشی از طریق گذار درختی و پنگوئنی صورت می گیرد. این گذار در مدل فاکتور کردن شامل سهم a2 برای حالت درختی و سهم a3، a5 و a7 برای حالت پنگوئنی است. دامنه های مربوط به نمودار فاینمن با استفاده از روش فاکتور کردن کرومودینامیک کوانتومی (QCDF) روش های NLO محاسبه شده است. برای حالت فاکتوری کردن (QCDF) در روش NLO (مقیاس انرژی mb) نسبت شاخه ای 4-10× 33/5 محاسبه شد که با مقدار تجربی این واپاشی سازگاری دارد. با زیاد شدن دقت محاسبات نسبت شاخه ای، مقیاس انرژی پایین می آید. بهترین مقدار نسبت شاخه ای در حالت فاکتوری کردن QCDF روش NLO مقیاس انرژی mb نمایانگر شده است.

اخیراً تولید یون های پرسرعت بدلیل کاربردهای مهم در زمینه گداخت و پزشکی مورد توجه محققان قرار گرفته است. در دهه های اخیر تولید یون های با انرژی مگا الکترون -ولت میسّر شده است. در این تحقیق تولید یون های پرانرژی از مرتبه ده ها گیگا الکترون -ولت در برهمکنش لیزر فمتوثانیه با لایه نازک پلاسمایی، توسط شبیه سازی ذره در جعبه LPIC++ مورد بررسی قرار گرفته است. دسترسی به چنین یون هایی توسط استفاده از پرتوی لیزری دورنگ شامل هارمونیک اوّل و سوّم و انتخاب مناسب بسیاری از عوامل تأثیرگذار از جمله نسبت شدت ها و فاز نسبی دو هارمونیک، جنس و بار ماده هدف، ضخامت ماده هدف، زاویه ی تابش، مدت زمان و شدّت پالس لیزر، و چگالی پلاسما میسّر شده است. شدت لیزر بکار رفته نسبت به میزان شتاب دهی نسبتاً بالا نیست و می توان امید داشت، شرایط پیشنهاد شده راه مناسبی برای تولید یون های بسیار پر انرژی با انرژی بیش از 35 گیگاالکترون -ولت باشد.

در این مقاله ما به بررسی کیهان شناسی در نظریۀ رستال می پردازیم که با یک جفت شدگی غیرکمینه با مادۀ باریونی تعمیم یافته است. در نظریۀ رستال، تانسور انرژی تکانه پایسته نیست و این عدم پایستگی به تغییرات انحنای فضا مرتبط است. در این مقاله این وابستگی را به گونه ای تعمیم داده ایم که شامل خود مادۀ باریونی هم بشود. بررسی کیهان شناسی این مدل تعمیم یافته مقدار فراوانی مادۀ باریونی بیشتری نسبت به مدل استاندارد پیش بینی می کند. همچنین نشان خواهیم داد که دینامیک این سامانه مشابه با مدل با یک درجه آزادی بیشتر است‏.

نوسانات در ساختارهای مختلف جو خورشیدی، مثل نوسانات عرضی تابی (کینکی) حلقه های تاج خورشیدی در لرزه شناسی خورشیدی استفاده می شوند. نوسانات تابی حلقه های تاج خورشیدی عمدتاً با شراره همراه می شوند. علی رغم مطالعات گسترده نوسانات تابی حلقه های تاج در سال های اخیر، برانگیختگی نوسانات تابی حلقه ها توسط شراره ها یا پدیده های دیگر تا به حال به درستی معلوم نشده است. در این مقاله، هدف ما بررسی عوامل برانگیختگی نوسانات عرضی تابی حلقه های تاج خورشیدی است. بدین منظور، ابتدا 458 نوسان حلقه های تاج طی 10 سال که در محدودۀ سال های 2010 تا 2019 با استفاده از ابزار ای- آی- ای ماهواره ی اس دی او، ابزار های بصری همچون هیلوویوور، جی هیلوویوور و اچ ای کی شناسایی و ثبت شده بودند، فهرست شدند. سپس، همراهی این نوسانات با عوامل برانگیختگی احتمالی همچون شراره ها، پرتاب جرمی (پایین و بالای) تاجی بررسی شدند. در نهایت، با استفاده از ابزار بصری از بین 458 حلقۀ نوسان کننده، 138 مورد که نوسانات تابی عرضی با دامنه نوسان بزرگ و دوره تناوب طولانی داشتند و قابل مشاهده با چشم بودند، برگزیده شدند. بررسی آماری 138 حلقة نوسان کننده تابی انتخابی نشان داد، 120 مورد (حدود 74 درصد) با فوران ها یا پس زنی های پایین تاجی، 38 مورد (حدود 5/27 درصد) با پرتاب های جرمی بالای تاجی و 65 مورد (حدود 47 درصد) با شراره های خورشیدی همراه بودند. سرعت لازم برای رسیدن عوامل احتمالی تحریک کننده از پدیده ها به حلقه های نوسانی محاسبه شدند. مقادیر سرعت محاسبه شده برای امواج آلفن بیشتر از 87 درصد مواقع کمتر از 100 ± 500 کیلومتر بر ثانیه و برای پرتاب های جرمی پایین جرمی در 94 درصد مواقع کمتر از 125 ±500 کیلومتر بر ثانیه به دست آمدند. اندازۀ این سرعت ها برای پرتاب های جرمی تاجی قابل قبول است. اما اندازۀ این سرعت ها خیلی کمتر از سرعت امواج آلفن ناشی از شراره ها است که بیشتر مواقع عامل اصلی برانگیختگی نوسانات عرضی تابی حلقه های تاج فرض می شوند. همچنین، بررسی آماری اختلاف زمانی شروع عوامل تحریک کننده احتمالی نوسانات تابی حلقه ها نشان داد، همبستگی مشخصی بین آ نها وجود ندارد. به طور خلاصه، نتایج این مطالعه نشان می دهد شراره ها نمی توانند علت اصلی برانگیختگی نوسانات عرضی تابی حلقه ها باشند. احتمال برانگیختگی توسط عوامل دیگری همچون پرتاب جرمی بالا و پایین تاجی ناشی از شراره ها، دفع و جذب پلاسمای تاجی توسط حلقه ها بیشتر از امواج شوکی ناشی از شراره ها هستند.

خیراً مطالعۀ سامانه های بس ذره ای کوانتومی ای که در حضور بی نظمی نمی توانند به تعادل گرمایی برسند به شدت مورد توجه قرار گرفته است. این اتفاق به دلیل ظهور فاز جایگزیدة بس ذره ای و شکست فرضیۀ گرمایش ویژه حالت ها در این سامانه ها رخ می دهد که با استفاده از انتگرال های موضعی حرکت توصیف می شود. ما در این مقاله زنجیرة اسپینی بی نظمی را در فاز جایگزیدة بس ذره ای در نظر می گیریم و می کوشیم تا دینامیک تولید درهم تنیدگی در این سامانه را از طریق محاسبۀ انتگرال های موضعی حرکت مطالعه کنیم. به این منظور، نخست با حل تحلیلی مدل غیر برهم کنشی سازوکار تولید درهم تنیدگی در این سامانه را برای حالت های اولیه مختلف به شکل دقیق توضیح می دهیم. سپس با تعمیم این رهیافت به مدل برهم کنشی دینامیک تولید درهم تنیدگی در حضور برهم کنش را با محاسبات عددی به دست می آوریم. در نهایت، معنای فیزیکی تفاوت رفتار دینامیکی درهم تنیدگی در رژیم های برهم کنشی و غیر برهم کنشی را به بحث می گذاریم.

در این تحقیق، یک ابزار نوری کارآمد و کم حجم برای کند کردن نور با استفاده از بلورهای فوتونی موج دار با الگوهای مختلف مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. ساختار پیشنهادی، تأخیر گروهی نسبتاً بزرگ با پهنای باند وسیع و پاشندگی سرعت گروه تقریباً صفر را در ناحیه فرو قرمز نزدیک نشان می دهد. همچنین به دلیل پاشندگی سرعت گروه صفر اعمالی بر تپ عبوری، تپ خروجی با کیفیت باریکۀ مطلوبی از این روش حاصل می شود. برای مقایسه، سه ساختار مختلف بلور فوتونی با الگوهای مثلثی، سینوسی و سینوسی مدرج مورد بررسی قرار گرفت. ضریب گروهی به بزرگی 5 و پهنای باند حدود 50 نانومتر با ساختار بلور فوتونی سینوسی به طول 8 میکرون به دست آمد. این ساختار نور کُند جهت کاربرد در حافظه های کوانتومی بسیار امید بخش است.

محاسبات حالت های مقید به طور سنتی در پایۀ امواج پاره ای انجام گرفته است. در محاسبات پاره موجی، نیاز است تعداد زیادی از مولفه های پاره موجی در نظر گرفته شود که باعث پیچیده شدن محاسبات می شود. در این مقاله، ما با استفاده از متغیرهای برداری سه بعدی به حل معادلات همگن و ناهمگن لیپمن- شوئینگر برای سیستم دو- جسمی پرداخته و انرژی بستگی سیستم های دو- جسمی دوترون و هیدروژن اتمی را بررسی می کنیم‏.

با استفاده از معادلۀ حالت­ های وابسته به چگالی برای مادۀ تشکیل­ دهندۀ ستاره نوترونی و حل عددی معادلات میدان اینشتین، دنبالۀ حالت­ های تعادل ستاره نوترونی را به­ دست آورده ­ایم. برهم کنش میان باریون­ ها در چارچوب میدان-میانگین نسبیتی با استفاده از تبادل مزون­ های عددی و برداری توصیف می­ شود که ضریب جفت­ شدگی مزون­ ها تابعی از چگالی محیط است. دنبالۀ حالت ­های تعادل برای چهار بسامد مشاهده شده برای ستاره­ های نوترونی چرخان یعنی ، ، و محاسبه شده است. این دنباله­ ها توسط دنباله ­های غیر چرخشی، کپلری و ناپایداری متقارن محوری مزمن محدود می­ شوند و به این ترتیب می­ توان محدودۀ شعاع و جرم ستاره­ ها را در هر یک از مدل های مورد استفاده به دست آورد. همچنین می ­توان مشخصات سریع ­ترین ستارۀ چرخان که توسط هر یک از مدل­ ها توصیف می­ شود را محاسبه کرد‏.

رویۀ انرژی پتانسیل یون سه اتمی ClO2− در حالت پایۀ الکترونی با محاسبات آغازین به روش خوشه جفت شده CCSD(T) محاسبه شده است. محاسبات برای 1200 نقطه در رویۀ انرژی پتانسیل انجام شده و با برازش نقاط پتانسیل محاسبه شده در عبارت انرژی پتانسیل بر حسب مختصات درونی، ثابت های نیروی مرتبۀ دوم، سوم و چهارم تعیین شدند. با به کارگیری نظریۀ اختلال مرتبۀ دوم ارتعاشی چرخشی، بسامد های ارتعاشی هماهنگ، ثابت های ناهماهنگی ارتعاشی و تعدادی دیگر از ثابت های طیف سنجی برای این آنیون محاسبه شده و بسامد های ارتعاشی بنیادی با صحت بالا تعیین شدند. همچنین، انرژی های 30 تراز ارتعاشی پایینی با در نظر گرفتن ثابتهای ناهماهنگی محاسبه شده اند‏.

در این تحقیق با این فرض که افت و خیزهای میدان الکتریکی خلأ می تواند یک مولکول (یا یک اتم) را به یک دو قطبی الکتریکی نوسانی تبدیل کند، پتانسیل برهم کنش دو اتم یا دو مولکول غیر قطبی، بر حسب قطبش پذیری های مولکولی و فاصلۀ بین آن دو محاسبه می شود. با در نظر گرفتن میدان الکتریکی کل در موضع یک مولکول به صورت حاصل جمع میدان الکتریکی خلأ و میدان الکتریکی ناشی از دوقطبی الکتریکی القایی مولکول دیگر، و جایگذاری در فرمول اثر استارک مربعی، پتانسیل برهم کنش دو مولکول به تابع بستگی میدان الکتریکی خلأ ربط داده می شود. با نوشتن پتانسیل برهم کنش برحسب قسمت های موهومی تابع گرین پتانسیل برداری (با استفاده از قضیه اتلاف- افت و خیز و فرمول کوبو در مکانیک آماری) و محاسبۀ مؤلفه های تابع گرین مورد نیاز، پتانسیل برهم کنش بین دو مولکول تعیین می شود. حالات حدی فواصل کوچک و بزرگ عبارت کلی، بررسی شده و سازگاری با کارهای پیشین نشان داده می شود.

آرسنین یکی از اعضای گروه بزرگی از ساختارهای دو بعدی است که در پروژۀ حاضر ساختار تک لایه و نانونوارهای آن را بر پایۀ نظریۀ تابعی چگالی مورد بررسی قرار داده ایم. در این بررسی پس از محاسبۀ ساختار نواری تک لایه، اثر عرض را بر ساختار نواری نانونوارها از زاویۀ پدیدۀ محدود شدگی کوانتمی مورد بحث قرار داده ایم. نتایج اثر متفاوت پدیدۀ محدود شدگی کوانتمی بر نقاط مختلف هر نوار در ساختار نواری را نشان می دهد که عامل گذار گاف غیر مستقیم به مستقیم در اثر کاهش عرض نانونوارهای آرمچیر است. همچنین خواص رسانندگی الکتریکی تک لایۀ آرسنین از طریق محاسبۀ تحرک پذیری حامل های بار به دست آمده و اثر کرنش تک محوری ساختار بلوری بر آنها بررسی شده است. برای بررسی تحرک پذیری، از نقص های ساختار بلوری صرف نظر شده و تنها پراکندگی فونونی بر مبنای رابطۀ تاکاگی مد نظر قرار گرفته است. در این روند تمرکز بر دقت کمّی مقادیر به دست آمده برای تحرک پذیری حامل های بار نبوده و ناهمسانگردی موجود بین تحرک پذیری در دو راستای آرمچیر و زیگراگ محوریت بحث را به خود اختصاص داده است. نتایج محاسبات حاکی از ناهمسانگردی قابل توجه تحرک پذیری در دو راستای آرمچیر و زیگزاگ و تاثیر بسزای کرنش تک محوری ساختار بلوری بر آن است. همچنین تفاوت چشمگیری بین تحرک پذیری الکترون ها و حفره ها در راستای آرمچیر از جمله نتایج کلیدی قابل اشاره است‏

در این مطالعه، ما تحول زمانی قرص های برافزایشی با پهن رفت غالب را در حضور میدان مغناطیسی و وشکسانی شعاعی بررسی کرده ایم. از جواب های خودمشابهی وابسته به زمان برای حل معادلات مغناطو هیدرودینامیک یک بعدی در دستگاه مختصات کروی در صفحۀ قرص با صرف نظر کردن از وابستگی زاویه ای کمیات مسئله استفاده کرده ایم. اگرچه در مطالعات قبلی فقط از مولفة وشکسانی سمتی υ به عنوان عامل تلاطم در انتقال تکانه زاویه ای و از پارامتر α به عنوان ضریب وشکسانی استفاده می شد، اخیراً مطالعات نشان می دهد که ساختار قرص تحت تأثیر مولفة شعاعی وشکسانی rυ است. در مطالعة حاضر، ما نسبت مؤلفه شعاعی به مؤلفة سمتی وشکسانی را برابر با کمیت بدون بعد 𝜉 فرض کرده ایم و از کمیت های 𝜉 و β (که نسبت فشار مغناطیسی به فشار گاز تعریف می شود) به عنوان پارامتر های آزاد، برای بررسی اثر وشکسانی شعاعی و میدان مغناطیسی استفاده کرده ایم. نتایج نشان می دهد که یک نقطة عبور صوتی وجود دارد که این نقطه با افزایش پارامتر میدان مغناطیسی و وشکسانی شعاعی به سمت نواحی بیرونی قرص حرکت می کند. با افزایش پارامتر β، در نواحی بیرونی سرعت برافزایشی مواد کاهش می یابد و قرص متراکم تر می شود. همچنین در تمام نواحی چرخش زیرکپلری است. رفتار پارامتر 𝜉 در فواصل نزدیک و میانی قرص مشابه با پارامتر میدان مغناطیسی است. در نواحی دورتر با افزایش 𝜉 آهنگ فروریزش مواد بیشتر می شود و در نتیجه عمر قرص با حضور پارامتر وشکسانی شعاعی کمتر می شود.

یکی از بهترین روش های درمان سرطان کبد پروتون درمانی است. در این تحقیق اجزای اصلی دستگاه پروتون درمانی با سیستم پراکندگی منفعل شامل چرخ تعدیل برد، پراکنده ساز شکل یافته و موازی سازها شبیه سازی شده است. سپس با شبیه سازی پروتون درمانی تومور کبد، مقدار دز جذبی پروتون در بافت سالم کبد و تومورها به دست آمده است. همچنین دز جذبی ناشی از نوترون ثانویه که خطر ابتلا به سرطان­های ثانویه را افزایش می­دهد، محاسبه شد. به این منظور، با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو و کد MCNPX، فانتوم MIRD در مقابل خروجی دستگاه پروتون درمانی قرارگرفت و دز جذبی بافت سالم و سرطانی کبد محاسبه شد. در شبیه سازی برای درمان تومور در عمق 11 سانتی متر و با انرژی چشمۀ 200 مگاالکترون ولت، مقدار دز جذبی پروتون در ناحیۀ توموری Gy/particle 12-10×32/3 به دست آمده است،که حدود 26/7 برابر دز پروتون جذب شده در بافت سالم کبد است. این نسبت نشان می­دهد که تومور دز بالایی جذب می کند در حالی که بافت سالم کمترین دز را دریافت می کند. در ادامه، روند مشابهی جهت اندازه گیری دز جذبی، برای توموری در عمق6 سانتی متر از سطح کبد و با انرژی چشمۀ 180 مگاالکترون ولت انجام شد. طبق نتایج، دز جذب شده ناشی از پروتون در تومور با عمق 6 سانتی متر Gy/particle 12-10×94/1 محاسبه شد که 9 برابر دز جذب شده در بافت سالم کبد است. همچنین بیشترین دز نوترون جذب شده در بافت سالم کبد از مرتبۀ Sv 14-10 است که در مقابل اثرات درمانی پروتون درمانی، قابل صرف نظر کردن است.

مکانیک کوانتومی به عنوان یک قانون بنیادی در طبیعت بر روی سرعت تحول یک فرایند کوانتمی حد می گذارد. کوتاه ترین زمان لازم برای تحول سیستم از یک حالت اولیه به حالت هدف را زمان حد سرعت کوانتومی می گویند. محاسبۀ زمان حد سرعت کوانتومی برای سیستم های کوانتومی باز و بسته موضوع بسیاری از کارهای علمی در نظریۀ اطلاعات کوانتومی بوده است. زمان حد سرعت کوانتومی رابطۀ معکوس با سرعت تحول یک فرایند کوانتومی دارد. این رابطه به این صورت است که با افزایش زمان حد سرعت کوانتومی، میزان سرعت تحول کاهش پیدا می کند و برعکس. در این کار زمان حد سرعت کوانتومی را برای حالتی که در آن یک کیوبیت با یک محیط بحرانی برهم کنش دارد مورد مطالعه قرار خواهیم داد. فرض می کنیم محیط یک زنجیرۀ اسپینی با میدان عرضی باشد. مشاهده خواهیم کرد که زمان حد سرعت کوانتومی با همدوسی حالت اولیه رابطۀ مستقیم دارد. همچنین اثرات جفت شدگی محیط و سیستم را بر روی زمان حد سرعت کوانتومی مطالعه خواهیم کرد. ملاحظه می شود که با افزایش جفت شدگی زمان حد، سرعت کوانتومی کاهش پیدا می کند. همچنین مشاهده می شود با افزایش تعداد اسپین ها در زنجیرۀ اسپینی زمان حد سرعت کوانتومی کاهش پیدا می کند.