پژوهش سیستم های بس ذره ای (علوم دانشگاه شهید چمران)
سال:1399 | دوره:10 | شماره:1 (پیاپی 24) |تعداد مقالات:11

در این مقاله، تارهای بلور فوتونی دایروی برای هدایت و کنترل تکانه زاویه ای مداری نور طراحی و شبیه سازی می شوند. برای تعیین پارامتر های بهینه ی تار بلور فوتونی دایروی شرایط به گونه ای در نظر گرفته می شود که جفت شدگی اسپین-مدار مدهای نور درون تار از بین برود. همچنین برای کاربردهای مخابراتی، پاشندگی مدها باید در یک بازه ی طول موجی وسیع (25/1 تا 2 میکرومتر) مسطح باشد و مدهای تکانه زاویه ای مداری نور از تلفات تحدید پایین برخوردار باشند. شبیه سازی ها برای مقادیر مختلف از کسر پرشدگی هوا f انجام می شود و با مقایسه ی نتایج، بهترین مقدار بدست می آید. نتایج نشان می دهد تار طراحی شده قادر به پشتیبانی از گروه مدهای تکانه ی زاویه ای مداری تا و با مرتبه ی بار توپولوژیکیl=4 است. همچنین، تار طراحی شده کیفیت بالایی را از نظر پاشندگی و تلفات مد های تکانه زاویه ای مداری نور از خود نشان می دهد؛ از این رو می تواند برای تکنیک تسهیم فضایی علاوه بر تکنیک های مرسوم نظیر تسهیم طول موجی در مخابرات نوری استفاده شود.

در این مقاله یک سیستم متقارن N ذره ای با اسپین 2/1 که تحت هامیلتونی پیچش تک-محوری قرار دارد را در نظر می گیریم. سپس با اعمال کانال های مختلف نویز دار، همچون کانال میرایی دامنه، کانال فاز-گردان و کانال میرایی فاز، تحول زمانی همبستگی کوانتمی و رابطه آنتروپی عدم قطعیت در حضور حافظه کوانتمی را بدست می آوریم. مقایسه رفتار آنتروپی عدم قطعیت و همبستگی کوانتمی نشان می دهد که در لحظه شروع، با افزایش تعداد ذرات، مقدار اولیه این کمیت ها افزایش می یابد. اما در طی زمان رفتار آنها عکس یکدیگر خواهد بود. بطور کلی با کاهش همبستگی کوانتمی، عدم قطعیت در اندازه گیری مشاهده پذیرهای ناسازگار افزایش می یابد.

در این تحقیق به بررسی علامت اطلاعات چند-جانبه از دید هولوگرافی برای سیستم هایی که در آنها اتلاف تکانه لحاظ می شود، می پردازیم. سیستم مورد بررسی از n تا ناحیه نواری به طول یکسان تشکیل شده است که بر اساس دیدگاه هولوگرافی، پدیده اتلاف تکانه توسط میدان اسکالر همگن و وابسته به مکان، رخ می دهد. در چنین سیستم هایی، به صورت مشخص نشان می دهیم که برای سه ناحیه، اطلاعات کوانتمی 3-جانبه همیشه منفی است که این مسئله باعث قیدی روی اطلاعات متقابل می شود که اصطلاحا در جامعه نظریه اطلاعات، این پدیده به اسم مونوگامی (Monogamy) اطلاعات متقابل مشهور است. ضمن تعمیم این خاصیت به پنج ناحیه، نشان می دهیم که علامت اطلاعات برای این سیستم در سه بعد گرانشی ثابت می ماند که به نوبه خود بر اطلاعات 4-جانبه قیدی را تحمیل می کند. همچنین در بررسی اطلاعات کوانتمی، گذار فازهایی اتفاق می افتد که بستگی به پارامترهای مسئله دارد برای مثال نسبت طول به فاصله جدایی نواحی نقش اساسی در گذار فازها دارد؛ ما این رفتار را در حضور پارامتر اتلاف تکانه بررسی می کنیم و نشان می دهیم معرفی این پارامتر باعث می شود گذار فاز در نسبت های کوچکتر رخ دهد.

در این مقاله، با تلفیق ساختار یک مشدد نوری میکرودیسک و یک بلور فوتونی به فرم یک آرایه از حفره های مکعبی هوا بر مسیری دایروی در نزدیکی پیرامون آن، به طراحی و شبیه سازی یک نانوحس گر کاربردی برای نانوذرات پرداخته می شود. سرانجام طراحی شیارهایی با عمقی به اندازه کسری از ضخامت دیسک که حفره های مکعبی هوا را در همان مسیر دایروی متصل می سازد، به تولید شرایط ویژه برای ساخت وسیله حس گری نانوذرات کمک می نماید. در این ساختار ترکیبی، محبوس سازی مدهای نوری برای حس گری، در حجم مدی کوچک و با فاکتور کیفیت بسیار زیاد، مهیا گردیده است. نتایج حجم مدی به میزان 0. 075(λ /n)3 در ناحیه یک نانوشیار مرکزی برای مدهای با فاکتور کیفیت بزرگ تر از ده میلیون، قابل حصول با استفاده از شبیه سازی با روش المان محدود، گزارش می گردد. خصوصیات حس گری ساختار با استفاده از تغییر طول موج مدها برای هندسه های مختلف دیسک، آرایه بلور فوتونی و مقادیر ابعاد شیارهای متصله مورد آنالیز قرار گرفته و دسترسی به حساسیت قابل قبولی به میزان 109 nm/RIU (نانومتر بر واحد ضریب شکست)، مقدور است.

در این مقاله، ما تلاش می کنیم تا پارامترهای غیرجهانشمول برخی از مدل های گسسته رشد که در کلاس جهانشمول KPZ قرار دارند را در یک و دو بعد بررسی کنیم. بر اساس یک تحقیق نسبتاً جامع، ما این پارامترها را با دقت خوبی نسبت به سایر گزارش ها بدست می آوریم. مهمترین یافته مقاله پیش رو برآورد بسیار دقیق پارامتر غیرخطی معادله KPZ است. برای این منظور، ما روش رشد در شرایط مایل را به عنوان یک روش مفید برای مطالعه و سنجش غیرخطی ها در معادلات متناظر به کار می بریم. نتایج نشان می دهد که این روش می تواند برای اطمینان یافتن از اینکه نوعی جمله غیرخطی به صورت مربع گرادیان-ارتفاع در سایر مدل های رشد وجود دارد، مورد استفاده قرار گیرد.

تقاضای روز افزون برای حسگرهای بسیار حساس، گزینش پذیر، مقرون به صرفه، کم مصرف، پایدار و قابل حمل موجب تحقیقات گسترده ای برای به کارگیری مواد دو بعدی شده است. مواد دو بعدی امروزه به دلیل شفافیت نوری خوب، انعطاف پذیری بالا، قدرت مکانیکی عالی و همچنین خواص الکتریکی ویژه ی الکترونیکی و اپتوالکترونیکی، برای ساخت حسگرهای گازی بسیار مناسب هستند. در این مقاله خواص الکترونی، اپتیکی و مغناطیسی ابریاخته سیلیسین در حضور گاز مونوکسیدکربن در غیاب نقص های شبکه، و حضور تهی جای ها با استفاده از نظریه تابعی چگالی و نظریه تابعی چگالی وابسته به زمان بررسی شده است. با توجه به بررسی های انجام شده در می یابیم که خواص الکترونی و مغناطیسی سیستم مورد بررسی در اثر جذب مولکول گازی و حضور تهی جای ها تغییر می کند. در این جا طیف سنجی اتلاف انرژی الکترون، سیلیسین خالص، سیلیسین در حضور مولکول گازی و سیلیسین با حضور تهی جای ها بررسی شده است. که طیف مرتبط به آن ها نشان می دهد که قله پلاسمونی (نوسانات دسته جمعی) تغییر می کند.

در این مقاله به بررسی شتابدهی طولی الکترون توسط پالس لیزر گاوسی در کانال پلاسمایی کم چگال و در حضور میدان مغناطیسی عرضی می پردازیم. پارامترهایی مانند دامنه وزاویه قطبش پالس لیزر، چگالی پلاسما و شدت میدان مغناطیسی تأثیر قابل توجهی بر دینامیک الکترونها دارند. نشان داده شده که حضور میدان مغناطیسی در کانال سبب افزایش آستانه ی چگالی لازم برای شروع شتابدهی الکترون می شود. با بررسی وابستگی شتاب الکترون به پارامترهای مختلف در کانال پلاسمایی مغناطیده نتایج حاصل با پلاسمای غیر مغناطیده مقایسه شده است. با توجه به نتایج عددی در زاویه ی قطبش وجود میدان مغناطیسی سبب افزایش شتاب الکترون در کانال پلاسمایی می شود.

برای بررسی فرآیندهایی که در سلول های خورشیدی رخ می دهند، مدل های اپتیکی و الکتریکی بسیاری مورد استفاده قرار می گیرند. در این مقاله، شبیه سازی اپتیکی سلول خورشیدی پروسکایتی بر اساس فرمولبندی ماتریس انتقال با استفاده از ضرایب شکست مختلط تابع طول موج ساختار چندلایه ای ارائه شده است. به عبارتی برای سلول خورشیدی پروسکایتی با انتقال دهنده های الکترون متفاوت، خواص اپتیکی از جمله جذب اپتیکی، انرژی اتلاف شده و توزیع میدان الکتریکی ورودی ساختار به روش ماتریس انتقال بررسی شده اند. سپس، به منظور دستیابی به ضخامت بهینه لایه فعال سلول، اثر ضخامت این لایه بر نمودار چگالی جریان مدار کوتاه ساختارها مورد مطالعه قرار گرفت و ساختار بهینه انتخاب شد.

در این بررسی، مدل اندرکنشی ژیانس-کامینگز که ذرات سیستم در معرض حمام بوزونی قرار دارند را در نظر می گیریم و فرض می کنیم که سیستم دارای دو ذره اسپین 1/2 با اندرکنش اسپینی تبادلی باشد. همچنین فرض بر آن است هر یک از ذرات سیستم در معرض حمام بوزونی جداگانه با توزیع فرکانسی لورنتس قرار دارند. با استفاده از معادله ون-لیوویل و اعمال تقریب بورن-مارکوف، ماتریس چگالی سیستم را به عنوان تابعی از زمان و دما درطی فرآیند های غیر مارکوی بدست می آوریم. فرمول جدیدی را برای محاسبه گرمای ویژه با استفاده از ویژه مقادیر ماتریس چگالی ارائه می دهیم. همچنین، درهمتنیدگی کوانتومی را به عنوان تابعی از دما و زمان و وپارامترهای موجود در هامیلتونی بررسی می کنیم. ما همچنین، از نمودارها ی بدست آمده برای درهمتنیدگی و گرمای ویژه، متوجه شدیم هنگامی که دمای سیستم به صفر میل می کند، حالت آن دارای بیشترین مقدار درهمتنیدگی کوانتومی بوده وگرمای ویژه نیزبرخلاف قانون سوم ترمودینامیک، واگرا می شود. همچنبن از نمودارها درمی یابیم، هنگامی که دستگاه در معرض محیط قرار می گیرد گرمای ویژه می تواند مقادیر منفی نیز داشته باشد. بنظر می رسد این موارد می تواند در طراحی گیتهای کوانتومی جامد دارای اهمیت باشد.

در این مقاله با استفاده از نظریه تابعی چگالی به بررسی رفتار و تغییرات بسامدهای پلاسمونی انبوهه ای ایجاد شده در بلور الماس تحت اعمال فشارهای هیدرواستاتیک در بازه ی 0 تا 100 گیگا پاسکال می پردازیم. علاوه بر این، خصوصیت اپتیکی دیگری نظیر ضریب بازتاب نیز محاسبه می شود. نتایج ساختار الکترونی، چگالی احتمال گذار و طیف افت انرژی نشان می دهند که با افزایش فشار هیدرواستاتیک تا 100 گیگا پاسکال علاوه بر باز شدن گاف انرژی، جابجایی برانگیختگی پلاسمونی تا حدود 4 الکترون ولت به انرژی های بالاتر در محدوده ی فرابنفش نزدیک اتفاق می افتد. این در حالی است که با افزایش فشار، طول عمر پایداری پلاسمون ها از طریق تولید زوج الکترون-حفره، کاهش می یابد. این مطالعه نشان می دهد که تغییر در تمام ویژگی های اپتیکی الماس از جمله تابش های دسته جمعی پلاسمونی از طریق دستکاری و کنترل تابع دی الکتریک توسط محرک های خارجی نظیر فشار مکانیکی امکان پذیر می باشد.

خطای ساخت در کوپلر کواکسیال به موجبر WG1800، باعث تغییر پارامترهای الکترومغناطیسی آن مانند فرکانس کار می شود. برای بررسی اثر این تغییرات، معمولاً از روش مونت کارلو استفاده می شود که بسیار زمان بر است. در این مقاله با استفاده از روش چند جمله ای آشوب تعمیم یافته، ابتدا اثر تغییرات ابعاد کاواک مستطیلی WR187 در فرکانس تشدیدی توضیح داده می شود. برای ارزیابی دقت این روش، نتایج حاصل، با نتایج روش تئوری و مونت کارلو مقایسه می شود. سپس با استفاده از روش چند جمله ای آشوب تعمیم یافته اثر تغییرات ابعاد کوپلر کواکسیال به موجبر WG1800 روی فرکانس بررسی می شود.