فیزیک کاربردی ایران
سال:1403 | دوره:14 | شماره:2 |تعداد مقالات:9

   ویژگی­های ساختاری، پایداری، ویژگی­های الکترونی و مغناطیسی تک­لایه­های دوبعدی ژانوس MnSX (X= Cl, Br, I) با استفاده از محاسبات اصول اولیه قطبش اسپینی به کمک نظریه تابعی چگالی مورد مطالعه قرار گرفت. با محاسبه طیف فونونی تک­لایه­های ژانوس منگنز سولفید هالید پایداری دینامیکی آن­ها تأیید شد. همچنین با مطالعه ساختار الکترونی این تک­لایه­های ژانوس نشان داده شد که این تک­ لایه ­ها نیمه­ فلز با شکاف نیمه فلزی کمابیش بزرگی می­باشند، که سبب قطبش اسپینی صددرصد در این تک­لایه­ها می­شود. همچنین با محاسبات تابعی چگالی غیرخطی نشان داده شد که تک­­لایه­های ژانوس منگنز سولفید هالید دارای حالت پایه فرومغناطیس می­باشند و محور آسان مغناطش آنها درون صفحه تک­لایه­ها قرار دارد. شدت ناهمسانگردی مغناطیسی تک ­لایه­ های ژانوس با افزایش جرم اتمی اتم­های هالید، به دلیل قوی­تر شدن جفت­شدگی اسپین- مدار و نامتقارن­تر شدن ساختار، افزایش می­یابد. همچنین با معرفی هامیلتونی ناهمسانگرد اسپینی هایزنبرگ و تبدیلات مرتبه اول هولشتین- پریماکوف، دمای کوری این تک ­لایه ­ها به وسیله محاسبات خودسازگار مغناطش به عنوان تابعی از دما تخمین زده شد. یافته­ های نظری بدست آمده در این پژوهش، گروه جدیدی از مواد مغناطیسی دو بعدی برای کاربرد در زمینه اسپین ترونیک را ارائه می ­دهند.  

در این پژوهش اثر شدت و زاویه قطبش میدان لیزر فرودی نسبت به راستای مولکول فرمالدهید در برهم­کنش با لیزر فمتوثانیه برای تولید هماهنگ­های مرتبه بالا بررسی می­شود. محاسبات با استفاده از نظریه تابعی چگالی وابسته به زمان و در فضای حقیقی سه بعدی انجام می­شود. هم­چنین اثر کمیت قطبش­پذیری پالس فرودی و نقش اوربیتال­های مختلف این مولکول در فرایند تولید هماهنگ­ها بررسی می­شود که به این شکل می­توان میزان مشارکت اوربیتال­های مختلف مولکول فرمالدهید در فرایند تولید هماهنگ­ها را هدایت کرد. بیشینه شدت طیف هماهنگ­ها و بیشینه پهنای طیف برای کمیت قطبش­پذیری 15/0 بدست می­آید. همچنین اگر قطر بزرگ بیضی قطبش نور در راستای محور y باشد، شدت طیف هماهنگ­ها افزایش می­یابد که دلیل آن با  نمایش تحول زمانی جمعیت الکترون­های یونیزه شده بررسی می­شود. در ادامه اثر قطبش نور لیزر فرودی در نوع قطبش پالس آتوثانیه خروجی و پهنای آن بررسی می­شود که منجر به تولید پالس قطبیده بیضوی می­شود.

میدان های بدست آمده از فعالیت های عصبی مغز، اطلاعات مهمی در زمینه تشخیص و درمان بیماری های مغزی چون صرع، تشنج و تومورهای مغزی به همراه دارند. ثبت سیگنال های میدان های مغناطیسی مغز یکی از روش های تصویربرداری عملکردی غیرتهاجمی مغز است که اغلب به حفاظ مغناطیسی و زیرساخت های گرانقیمت و حجیم نیاز دارد. مگنتومترهای اتمی اگر چه ذاتا ً از دستگاه های تداخل کوانتومی ابررسانا حساسیت کمتری دارند، اما به دلیل هزینه ساخت کم، ابعاد کوچک و نیاز نداشتن به تجهیزات برودتی، بهترین گزینه برای اندازه گیری میدان های بیومغناطیسی محسوب می شوند. مگنتومتر های اتمی، میدان مغناطیسی بسیار ضعیف مغزی را بر اساس آشکارسازی میزان شکافتگی انرژی زیمان و با استفاده از ثبت تغییرات شدت نور لیزر در عبور از سلول بخار فلز قلیایی اندازه‎گیری می کنند. به منظور بهبود حساسیت این مگنتومترها در اندازه گیری تغییرات میدان، می توان نوفه های همگنی را که در دو کانال مگنتومتری به صورت یکسان قابل مشاهده هستند، حذف کرد. بر این اساس، در این پژوهش یک گرادیومتر برای سرکوب نوفه های مغناطیسی ناخواسته ارائه شده است.گرادیومتر ارائه شده که از دو مغناطیس سنج اتمی تشکیل شده است، توانایی تشخیص میدان تولید شده از مغز انسان در فضای بدون حفاظ مغناطیسی و در حضور میدان زمین را داراست. این گرادیومتر دارای حساسیت  900 در فضای باز است.گرادیومتر طراحی و ساخته شده که برای اندازه گیری میدان های مغناطیسی مغزی بسیار مناسب است، توانایی گسترش در چند کانال به منظور ثبت نقشه میدان مغناطیسی مغز را نیز دارا است.

روش موج شوک یا پالس پلاسما برای نخستین بار در چاه­های نفت برای حل مشکل افت فشار و تولید چاه در جهان ارائه شد. در این مطالعه فناوری انفجار سیم الکتریکی زیر آب برای تولید امواج شوک با استفاده از تخلیه ناگهانی انرژی پلاسمای بسیار داغ در یک نقطه و سپس ایجاد موج ضربه ای، بررسی شده است. دستگاه ساطع­کننده پلاسما ساخته شده شامل دو الکترود، یک مجموعه خازن فشار قوی با ولتاژ 5 کیلوولت و ظرفیت 80  میکروفاراد، یک بلوک الکترونیکی، یک سیم پیچ روگوفسکی نصب شده در مدار تخلیه الکتریکی و یک بلوک رله است. برای سیم آلومینیوم به ترتیب با قطر 400 و 500 میکرومتر و طول 30 میلی متر با جریان پالسی در ولتاژ تخلیه شده 3.8 کیلوولت، کل رسوب انرژی به ترتیب  J400 وJ500 و با بازده تبدیل انرژی به ترتیب در حدود 68٪ و 66.3٪ و بیشینه توان حدود  MW 168 بدست آمده است.

در این پژوهش تشدیدگر V- شکل به عنوان محفظه جذبی در دستگاه­ بیناب­نمایی لیزری جهت اندازه گیری ایزوتوپ­های پایدار آب O) 18O,17 H, 2) طراحی و ساخته شده است. در طراحی یک تشدیدگر، طول تشدیدگر و شعاع انحنای آینه­های بکار گرفته شده دربردارنده پایداری نوری سیستم هستند. آینه های تشدیدگر با در نظر گرفتن شرط پایداری و بر اساس ساختار موردنظر مد خروجی تشدیدگر طراحی شده­اند. بر اساس شرایط بالا تشدیدگر V- شکل طراحی شده دارای دو بازو با قطرهای داخلی 5 میلی­متر و با طول معادل 40 سانتی­متر است که با یکدیگر زاویه °7/1 می­سازند. این تشدیدگر دارای حجم داخلی 20 سانتی­متر مکعب است که امکان پاسخگویی سریع بیناب نگار لیزری را فراهم می­کند. بازتابندگی بالای آینه ها منجر به طول جذب اپتیکی مؤثر 13 کیلومتر و ظرافت اپتیکی تشدیدگر 000,52  می­شود که مقادیر این کمیت­ها امکان اندازه گیری در غلظت های خیلی پایین ایزوتوپ ها و جداسازی طیف جذبی آن ها را برای اندازه گیری های دقیق ایزوتوپی فراهم می کنند. آینه­های تشدیدگر با استفاده از نرم افزار مک­لود و به منظور داشتن بیشینه بازتابندگی در طول موج موردنظر طراحی شده­اند. تشدیدگر نوری V- شکل طراحی شده برای اندازه گیری ایزوتوپ­های پایدار عناصر مختلف کاربرد دارد. البته، آینه های تشدیدگر باید بازتابندگی بالا در طول موج جذبی عنصر مورد مطالعه داشته باشند. با دستیابی به دانش تشدیدگر V- شکل برای مطالعه ایزوتوپ های پایدار عناصر مختلف امکان توسعه پژوهش های کاربردی در زمینه به کارگیری ایزوتوپ های پایدار فراهم خواهد شد.

در این مقاله، یک قیچی کوانتومی سه- فوتون، که فضای هیلبرت بی­نهایت بعدی را به فضای حالت های عددی با تعداد کمتر از چهار فوتون کاهش می دهد، و دامنه حالات عددی باقیمانده را به روش احتمالی تقویت می کند، پیشنهاد شده است. بدین­منظور، با فرض ایده­آل بودن باریکه شکاف­ها و آشکارسازهای مورد استفاده در طرح پیشنهادی، حالت خروجی این قیچی کوانتومی و احتمال موفقیت مربوط به آن به صورت تحلیلی محاسبه شده است. این تقویت کننده، برخلاف قیچی کوانتومی تک- فوتون یا دو- فوتون، برای هر برهم نهی تا بیشینه سه فوتون عمل تقویت را به صورت ایده­آل انجام می­دهد. نتایج بدست آمده برای حالت ورودی همدوس نشان می­دهد که مانستگی بین حالت ایده­آل و حالت تقویت شده بدست آمده با استفاده از این قیچی کوانتونی پیشنهادی، به بزرگی مانستگی یک تقویت کننده مبتنی بر مجموعه شش عددی قیچی کوانتومی تک- فوتون، و یا یک تقویت کننده مبتنی بر مجموعه دو عددی قیچی کوانتومی دو- فوتون است. افزون بر این، احتمال موفقیت این قیچی کوانتومی تعمیم­یافته بزرگ­تر از احتمال موفقیت بدست آمده از شش تقویت کننده یک- فوتون، و قابل مقایسه با احتمال موفقیت دو تقویت کننده دو- فوتون است. از این­رو، با توجه به اینکه تجهیزات مورد نیاز برای یک قیچی کوانتومی سه- فوتون کمتر از تجهزات مربوط به شبکه­ای از قیچی­های کوانتومی تک- فوتون یا دو- فوتون است، این ساختار معرفی شده کارامدتر از تقویت­کننده مبتنی بر چند قیچی کوانتومی تک- فوتون و یا دو قیچی کوانتومی دو- فوتون است.

 در این پژوهش اکسیدگرافین به روش بهبود یافته ی هامرز تهیه شد. سپس با روش قوس الکتریکی نانوذرات نقره وارد محیط اکسیدگرافین رقیق­شده با آب دو بار یونیده شد و در پایان، محلول کلوییدی هسته پوسته­ی نقره/ اکسید نقره بدست آمد. پس از تهیه­ی صفحات اکسیدگرافین شامل نانوذرات نقره تثبیت شده روی آن، نمونه­هایی با غلظت و حجم یکسان تهیه و به ترتیب به مدت 0 ، 30 ، 60 ، 120 و 240 دقیقه تحت تابش امواج فرابنفش قرار داده شدند. با بررسی طیف­های بدست آمده، رفتار  خطی و غیرخطی آن­ها در دو آزمایش متفاوت روبش محوری و مدولاسیون فضایی فاز مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج طیف­سنجی مرئی- فرابنفش، تبدیل فوریه فروسرخ و پراش پرتو ایکس نشان داد که محلول بدست آمده شامل نانوصفحات اکسیدگرافین و نانوذرات نقره است. بررسی ویژگی های اپتیکی غیرخطی نمونه ها نیز نشان داد ضریب شکست غیرخطی برای نمونه­ها از مرتبه  14- 10  5/0 – است. اگرچه در اثر تابش فرابنفش به آن­ها، ضریب شکست غیرخطی آن­ها تغییرات ناچیزی داشت. از طرف دیگر، در ساختار تشکیل شده الگوی پراش دو قلّه­ای مشاهده شد.

 در این مطالعه حساسیت نیروی کاسیمیر نسبت به افت­وخیزهای دمایی میان دو صفحه از جنس عایق توپولوژیک با در نظرگرفتن اعمال مغناطش های ضعیف و قوی روی سطح دو صفحه با استفاده از نظریه لیفشیتز بررسی شده است. افت­وخیزهای دمایی میان دو صفحه از جنس عایق توپولوژیک در خلاء منجر به برهمکنش های از نوع جاذبه می شوند. حال با اعمال مغناطش ضعیف مشاهده شده است، با افزایش فاصله بین صفحات تاثیر افت­وخیزهای دمایی بر روی نیرو، از اثر مغناطش و مگنتوالکتریک بیشتر بوده و منجر به قدرت گرفتن نیروی کاسیمیر جاذبه می شود. همچنین با اعمال مغناطش های بزرگ مشاهده می شود، اثرات دمایی نمی توانند تغییری بر روی نیروی کاسیمیر جاذبه و دافعه ایجاد کنند و عامل مشخص کننده قدرت و جهت نیرو، اثر مگنتوالکتریک و جهت مغناطش اعمالی دو صفحه نسبت به هم است. در بازه مغناطش های کوچک اثرات دمایی بر روی نیروی کاسیمیر دافعه تاثیر قابل توجهی دارند. همچنین، مشاهده شد که در دمای بالاتر با اعمال مغناطش پادموازی روی صفحات اندرکنش دافعه به سرعت ضعیف شده و در فواصل بزرگ تر سهم نیروی دافعه به صفر میل می کند.

هدف این مقاله مطالعه دینامیک غیرخطی امواج در نیزک­ها و جت­های خورشیدی است. رفتار امواج آلفون مورد توجه قرار گرفته است. با بررسی شرایط اولیه دینامیک امواج آلفون و کمیت­های مشخصه نیزک­ها و جت­ها، بینش ببیشتری از اتمسفر خورشید ارائه شده است. نتایج بر مبنای نظریه هیدرودینامیک می­باشد. با بررسی اثر متقابل بتا- پلاسمای داخلی و خارجی و سرعت اولیه شار، که وابسته به مکان اولیه جت­های خورشیدی هستند، مکان تشکیل شوک­ها مشخص شد. اثر بتا- پلاسمای جت­های خورشیدی بر زمان تشکیل شوک­های پیچشی امواج آلفون مشخص شده بود. در کار پیشرو نشان داده شد که کمیت بتا، پلاسمای خارجی است که به صورت بهینه در زمان تشکیل شوک­ها تاثیرگذار است. زمان تشکیل شوک­ها به ازای شرایط مختلف بتا- پلاسما ی بالاتر از یک، متناسب با بتا- پلاسما است که این نتیجه مشابه با بتا- پلاسمای برابر یا پایین­تر از یک است. در مواردی که بتا- پلاسمای داخلی کوچک باشد، زمان تشکیل شوک­ها با افزایش بتا- پلاسمای خارجی شتاب می­گیرد. در شرایط فوتسفری، همانند شرایط کرونایی،  زمان تشکیل شوک­ها نسبت عکس با بتا- پلاسمای خارجی دارد. وقتی بتا- پلاسمای داخل ثابت باشد، به ازای سرعت­های شار مختلف، بتا- پلاسمای خارجی موجب شتاب در تشکیل شوک می­گردد. این نتایج  کمک می­کند که نقش امواج آلفون در جت­های خورشیدی و انتقال انرژی در منظومه خورشیدی بهتر درک شود.