از بین رفتن نظم پادفرومغناطیسی به صورت تابعی از بعضی پارامترهای کوانتمی مانند چگالی حاملها یا فشار هیدروستاتیکی اغلب با ورود به یک ناحیه ابررسانایی همراه است. گرچه پدیده مربوطه در مورد اصولا ساده تر فرومغناطیس الکترون غیر جایگزیده محسوستر است. در این مقاله ما دلایل اینکه این پدیده چگونه امکانپذیر می باشد را مد نظر قرار داده و شواهدی را که موانع مشاهده این پدیده در چند فرومغناطیس فلزی از سر راه برداشته شده است را جمع بندی می نماییم. یک معمای جدید که طی کشفیات اخیر در سیستمهای متقارن فروالکتریک و ابررساناهای بین لایه ای گرافیتی جدید ارایه شده است نیز بررسی خواهد شد.

در این مقاله، به مطالعة رفتار الکترون های برهم کنشی روی شبکة مربعی در حضور برهم کنش اسپین-مدار راشبا و در حد همبستة قوی می پردازیم. ابتدا با استفاده از نظریة اختلال مرتبة دو، مدل اسپینی موثر برای مدل راشبا-هابارد را در این حد به دست می آوریم. مدل اسپینی مؤثر شامل برهم کنش های همسانگرد، هایزنبرگ همسایة اول و دوم و همچنین جملات ناهمسانگرد کین-ملِ و ژیالوشینسکی-موریا است. در ادامه، اثر برهم کنش اسپین-مدار راشبا را در پایداری فاز های مغناطیسی مدل هایزنبرگ همسانگرد با استفاده از روش های کلاسیکی لاتینجر-تیزا و کمینه سازی وردشی بررسی می کنیم. محاسبات کلاسیکی مؤید آن است که وجود جملات تبادلی ناهمسانگرد در هامیلتونی مؤثر، باعث ناپایداری فازهای نل، واگن کلاسیکی و ستونی مدل هایزنبرگ همسانگرد به فاز پیچشی درون صفحه ای xz وyz می شود. قابل ذکر است که اثر افت و خیزهای کوانتومی می تواند منجر به پایداری فاز مایع اسپین کوانتومی در این سامانه های ناکام با نظم پیچشی شود. در ساختارهای لایه ای که شامل ماده ابررسانایی تک تایی در تماس با ماده مغناطیسی با نظم پیچشی است، جفت های کوپر تک تایی، به خاطر شکست تقارن دورانی اسپین، به جفت های کوپر ابررسانایی از نوع موج-p تبدیل می شوند. ابررساناهای نامتعارف نوع موج-p، سامانه های مناسب برای مطالعة ابررسانایی توپولوژی و مایوران های فرمیونی هستند.

در این کار تحقیقی تبدیل کردن هدف الکترونهای پرانرژی به پرتوهای ایکس ترمزی با بکارگیری کد محاسباتی EGS4 و طراحی برنامه کاربردی آن با توجه به هندسه واقعی دستگاه پرتودهی، طراحی و بهینه سازی شد. برای این منظور، ابتدا ضخامت لایه های هدف مشتمل بر لایه اصلی تبدیل کننده، لایه خنک کننده و لایه تحتانی تنظیم کننده طیف انرژی، با در نظر گرفتن شرایط مطلوب و عملی تعیین شد. بمنظور آزمون و تایید نتایج محاسباتی، توزیع دز در جهات مختلف بر روی سطح و درون مواد با استفاده از هدفهای موجود، اندازه گیری و با نتایج محاسباتی مقایسه شدند. نتایج حاکی از این بود که داده های محاسباتی و تجربی توافق کامل دارند.

ویژگیهای ساختاری، الکترونی و مغناطیسی بلور سریم در دو فاز هماساختار آلفا و گاما بر مبنای نظریه تابعی چگالی مورد بررسی قرار گرفته اند. حجم تعادلی و گشتاور مغناطیسی فاز آلفا با استفاده از تقریب شیب تعمیم یافته (GGA) به ترتیب برابر با 27.64 A3 و 0.00018 mB محاسبه شده اند. سازگاری نتایج تقریب GGA با داده های تجربی نشان می دهد که الکترونهای 4f در فاز آلفا غیرجایگزیده می باشند. چگالی حالتها، حجم تعادلی و گشتاور مغناطیسی فاز آلفا با در نظر گرفتن همبستگی قوی بین الکترونهای 4f با استفاده از رهیافت GGA+U و انتخاب U=6.1eV محاسبه شده اند. مقایسه چگالی حالتهای 4f حاصل از تقریبهای GGA و GGA+U نشان می دهد که در نظر گرفتن همبستگی بین الکترونهای 4f تاثیر قابل توجهی بر ساختار الکترونی فاز آلفا ندارد و سبب عقب نشینی چگالی حالتهای الکترونهای 4f در فاز آلفا نمی شود. این نتیجه با تجربه که نشان دهنده غیرجایگزیده بودن الکترونهای 4f در فاز آلفاست سازگار است. حجم تعادلی در فاز گاما با استفاده از تقریبهای LDA و GGA قابل محاسبه نمی باشد و کمینه منحنی انرژی بر حسب حجم، به سمت حجم تعادلی فاز همساختار آلفا که دور از مقدار تجربی فاز گاماست میل می کند. حجم تعادلی فاز گاما با در نظر گرفتن همبستگی قوی بین الکترونهای 4f و با استفاده از روش LDA+U و به کاربردن پارامتر هابارد U=4.4 eV سازگار با تجربه محاسبه شده است. نتایج ما در فاز گاما نشان می دهند که چگالی حالتهای الکترونهای 4f، بر خلاف فاز آلفا پس از اعمال LDA+U به دو شاخه پروخالی شکافته می شود و شاخه مربوط به اربیتالهای پر از سطح فرمی دور می گردد. گشتاور مغناطیسی فاز گاما و فشار گداز فاز آلفا- گاما محاسبه و با مقادیر تجربی مقایسه شده اند.

پرتوهای کیهانی و پرتو گاما در انرژی بیش از 1014 eV با اندرکنشهای پیاپی در جو، بهمنی از ذرات ثانویه، شامل الکترونها، موثونها، نوکلئونها و پایونها تولید می کنند. آشکارسازی این بهمن می تواند منجر به تخمین انرژی، جهت، و نوع ذره اولیه شود. روش معمول در این تخمینها، مقایسه چگالی ذرات در بخشهایی از جبهه بهمن با چگالیهای پیش بینی شده در بررسیهای متکی بر شبیه سازی است. با برازش نمونه آشکارسازی شده با مدلهای مذکور، پارامترهای جهت، انرژی و نوع ذره اولیه تخمین زده می شوند. در روشی که توسط رستگارزاده و صمیمی معرفی شده، به جای چگالی الکترونهای بهمن، بعد فراکتالی توزیع الکترونهای ناحیه مرکزی بهمن در سطح زمین به عنوان  کمیت تعیین کننده نوع ذره ی اولیه به کار می رود. از آنجا که روش مذکور فقط برای بهمنهایی با انرژی 1014 eV مورد آزمون قرار گرفته بود، بررسی آن در انرژیهای بالاتر، برای تعیین کارایی آن لازم به نظر می رسد. در این پژوهش تحلیل بعد فراکتالی با استفاده از تبدیل موجک، برای 1200 بهمن شبیه سازی شده ناشی از فوتون، پروتون، هسته آلومینیوم، و هسته آهن، در انرژیهای 1014، 1015، و 1016 الکترون ولت به کار برده شد. نتایج این تحلیل حاکی از افزایش بعد فراکتالی با انرژی ذرات است. دقت تعیین بعد فراکتالی نیز با افزایش انرژی افزایش می یابد. از آنجا که با افزایش انرژی، شعاع جبهه بهمن نیز بزرگتر می شود، توانستیم بعد فراکتالی در نواحی دور از مرکز بهمن را نیز به دست آوریم. نحوه کاهش بعد فراکتالی با فاصله از مرکز بهمن نیز به دست آمد. با لحاظ کردن تغییرات انرژی بهمن، توانستیم تابع تخمین جرم ذره اولیه را با پارامترهایی که خود وابسته به انرژی هستند مشخص کنیم. نتایج به دست آمده حاکی از دقت خوب این روش در تخمین جرم در انرژیهای بیشتر است.

در این پژوهش به­منظور تخمین تبخیرتعرق مرجع در ایستگاه خرم­آباد، روش­های رگرسیون چندمتغیره و برنامه­ریزی بیان ژن مورد بررسی و استفاده قرار گرفتند. برای اطلاعات ورودی مدل از اطلاعات ایستگاه سینوپتیک خرم­آباد شامل: درجه حرارت حداکثر و حداقل، ‏رطوبت نسبی حداکثر و حداقل، ساعات آفتابی و سرعت باد ماهانه در بازه زمانی 1395-1361 (به تعداد 420 ماه) استفاده شد. بر اساس رابطه بین پارامترهای ورودی و خروجی، شش الگوی ورودی برای مدل­سازی تعیین گردید. 70 درصد داده­ها برای آموزش و 30 درصد داده­ها برای صحت­سنجی مدل­ها به­کار گرفته شد، هم­چنین در روش برنامه­ریزی بیان ژن دو نوع عملگر ریاضی شامل چهار عملگر اصلی و عملگرهای پیش­فرض مدل مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل از رگرسیون چندمتغیره نشان ­داد که مدل پیشنهادی با مقدار 952/0 =R2 از دقت قابل­قبولی برخورداراست. تحلیل ضرایب مدل حاکی از بیشترین تأثیر حداکثر درجه حرارت با ضریب 604/0 بر تبخیرتعرق مرجع بود. نتایج برنامه­ریزی بیان ژن نشان داد الگوی پنجم با عملگرهای چهار اصلی، در مرحله آموزش با ‏958/0 ‏R2=، ‏‎‏704/0‏RMSE= و 97/0NS= و مرحله آزمون با 977/0 R2=،  ‏‏‎‎‏615/0‏RMSE= و 977/0NS= عملکرد بهتری را داشته و نتایج به دست آمده نشان داد که برنامه­ریزی بیان ژن دارای توانایی قابل قبولی در تخمین تبخیرتعرق مرجع تحت شرایط آب وهوایی خرم­آباد بوده و به عنوان مدل قابل­استفاده در این زمینه معرفی کرد.