پژوهش فیزیک ایران
سال:1398 | دوره:19 | شماره:4 |تعداد مقالات:21

در این مقاله با استفاده از دوگانی گرانش-پیمانه ای به بررسی تحول زمانی کمیت پیچیدگی هولوگرافی در چارچوب نظریات میدان اتلافی خواهیم پرداخت. بدین منظور از نسخه ی مبتنی بر کنش برای محاسبه ی پیچیدگی استفاده می کنیم. نشان خواهیم داد که نرخ رشد پیچیدگی در تطابق با حد لوید در زمان های خیلی زیاد به مقدار ثابتی همگرا شده، لیکن این همگرایی از مقادیر بزرگتر رخ خواهد داد که به معنای نقض این حد در زمان های میانی است. نقض حد لوید در تحول زمانی پیچیدگی به گونه ای است که با افزایش مقادیر پارامتر اتلاف، میزان این نقض بزرگتر خواهد شد. همچنین در این تحقیق وابستگی زمان بحرانی ای که پس از آن تحول زمانی پیچیدگی آغاز می شود را به عنوان تابعی از پارامتر اتلاف بررسی خواهیم کرد.

حسگرهای فیبرنوری موجود در بازار برای اندازه گیری کمیت های فیزیکی در صنایع مختلف مانند میدان های الکتریکی و مغناطیسی، جریان الکتریکی، درجه حرارت، فشار، شتاب، جریان مایعات و گازها و اندازه گیری سطح مایعات به کار گرفته می شوند. امروزه به دلیل کاربردهای روزافزون حسگرهای فیبرنوری سازنده های بسیاری از ماشین آلات و سیستم های کنترل آمادگی خود را در به کارگیری این نوع حسگرها در فراورده های تولیدی اعلام کرده اند. در این مقاله، با توجه به اهمیت روزافزون حسگرهای نوری، به ویژه در شبکه های حسگر بی سیم، در اینترنت اشیا، و شبکه های فیبرنوری، این نوع حسگرها در طی دهه های گذشته تا به امروز مورد مطالعه گسترده ای قرار گرفته اند و با نظر به جنبه های فنی، ویژگی و کاربردهای آن ها مرور و گزارش شده است. نتیجه های این گزارش می توانند برای طرا ح های این حسگرها در صنایع مختلف و دانشجویان مقطع های کارشناسی، ارشد رشته های فیزیک و مهندسی مورد استفاده قرار گیرد.

در این مقاله تصحیحات مرتبه دوم و سوم تانسور انحنا به پیچیدگی هولوگرافی یک حالت دما دار در نظریه میدان همدیس موردمطالعه قرارگرفته است, هندسه دوگان به این حالت دما دار هندسه سیاهچاله شوارتزشایلد پاد دسیته می باشد, محاسبات انجام شده در این مقاله نشان می دهد که در نظر گرفتن این ترم های جدید فقط به صورت ضریبی ثابت در نتیجه نهایی یعنی آهنگ رشد پیچیدگی در زمان های طولانی ظاهر می شوند,

در سال های اخیر، افزایش پساب های صنعتی بخش پتروشیمی بویژه نشت مکرر نفت و تخلیه پساب های صنعتی در رودخانه ها، خطرات زیست محیطی و ضررهای اقتصادی زیادی را در جهان به وجود آورده است. در دهه گذشته استفاده از پارچه های آبگریز و روغن دوست به عنوان راهکاری برای پاکسازی آلودگی ها از طریق جذب و جداسازی آلاینده ها از پساب های صنعتی مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق از روش پلیمریزاسیون پلاسمایی فشار پایین با استفاده از مواد زیست سازگاری مانند پلی دی متیل-سیلوکسان برای ساخت پارچه پنبه ای آبگریز و روغن دوست استفاده شد. همچنین پیش پردازش پلاسمای اکسیژن برای بهبود پیوند لایه ایجاد شده و پارچه پنبه ای، قبل از پلیمریزاسیون انجام شد. تست زاویه تماس و ظرفیت جذب برای ارزیابی آبگریزی و اندازه گیری توانایی جذب روغن های مختلف پارچه پوشش داده شده انجام شد. همچنین برای مشاهده تغییرات مورفولوژی روی سطح پارچه پنبه ای از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)، برای شناسایی پیوندهای ایجاد شده روی سطح از طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز(FTIR-ATR) استفاده شد. تست بازده جداسازی آب و روغن و تست شستشو برای اندازه گیری نرخ جداسازی و ماندگاری پارچه پوشش داده شده استفاده شدند. زاویه تماس آب پارچه پوشش داده شده 3± 143 است که این آبگریزی حتی بعد از 10 چرخه شستشو تقریبا باقی می ماند. همچنین نتایج SEM نشان داد سطح پارچه دارای توزیع تصادفی میکروساختارها یا یک ساختار سطحی شبیه نیلوفرآبی است. تست جداسازی آب و روغن نشان داد پارچه پوشش داده شده دارای بازده جداسازی بین 80 تا 100 درصد برای بیشتر مواد صنعتی حتی بعد از 15 چرخه جداسازی در دمای 25 و 90 درجه سانتی گراد است. . این نتایج نشان می دهد که پارچه پوشش داده شده با روش پلیمریزاسیون پلاسمایی پتانسیل بالایی برای کاربرد در جداسازی آب و روغن و جذب انتخابی روغن دارد. این پارچه ها از جهت زیست سازگاری و قابلیت استفاده مجدد یک روش امیدوار کننده برای جداسازی روغن از آب محسوب می شوند.

در کار حاضر، با استفاده از یک مدل پدیده شناختی، کانال ای برهم کنش کائون در-پرواز با دوترون را در تکانه فرودی مورد بررسی قرار داده ایم. در ادامه با لحاظ کردن اثر تشدید در طیف جرم ناوردای حاصل از برهم-کنش، و مقایسه طیف های نظری حاصل از پتانسیل پدیده شناختی به دست آمده با داده های تجربی براون، بهترین طیف نظری را بر داده های تجربی برازش داده ایم. از برازش مذکور حالت تشدیدی، حالتی با انرژی و پهنای نتیجه شده است.

در این مقاله اعتبار قوانین ترمودینامیک را در قالب نظریه گرانشی توازی دور با جفتیدگی ناکمینه بین پیچش و میدان اسکالر مورد مطالعه قرار می دهیم. برای این منظور، عالم FRW تخت را در نظر گرفته و نشان می دهیم که قوانین اول و دوم ترمودینامیک در افق ظاهری دینامیکی آن برقرارند. در ادامه فرض می کنیم که عالم توسط افق رویداد کیهانشناختی محصور شده است و نشان می دهیم که در این مورد نیز قانون اول ترمودینامیک معتبر است اما برقراری قانون دوم ترمودینامیک به مدل ناکمینه ی انتخاب شده و مؤلفه های تانسور انرژی-تکانه ی حاصل شده از آن بستگی دارد.

در این پژوهش، طیف تشدید پلاسمون سطحی جایگزیده برای نانوذرات کروی منفرد طلا با شعاع 20 تا 55 نانومتر، در محیط های با ضریب شکست متفاوت (1 تا 8/1) با استفاده از روش تفاضل محدود در حوزه زمان شبیه سازی شده است. بسامد تشدید پلاسمونی با در نظر گرفتن مش بندی مناسب با بیشترین تطبیق بر نظریه ی مای برای هر ذره مشخص شده است و با استفاده از نتایج این شبیه سازی ها، خواص پلاسمونی نانوپوسته های طلا با ضخامت های متفاوت در محیط با ضریب شکست هوا (1) و آب (1. 33) بررسی شده است. سپس بسامد تشدید پلاسمون برای نانوپوسته ها محاسبه شد و نتیجه گرفتیم در محیط های مختلف، نانوپوسته طلا با شعاع خارجی 20 نانومتر و ضخامت 12 نانومتر دارای طیف پلاسمونی منطبق بر نانوکره طلا با همان شعاع خارجی است. سپس جابجایی قله تشدید پلاسمون سطحی جایگزیده برای هر نانوذره نسبت به تغییر ضریب شکست محیط رسم شده است. در پایان حساس ترین و غیرحساس ترین نانوذره نسبت به تغییرات ضریب شکست محیط تعیین شده است.

در این پژوهش، مدهای پلاریتون-پلاسمون سطحی در فصل مشترک یک فلز ویک لایه نازک کایرال چندگوشی در پیکربندی کرچمان بطور نظری مطالعه شده است. با ترسیم طیف جذب اپتیکی برای نور فرودی با قطبش خطی P، مدهای سطحی پلاسمونی از مدهای موجبری تمیز داده شده است. تاثیر پارامترهای ساختاری از قبیل ضخامت لایه نازک کایرال چندگوشی، ضخامت لایه نازک فلزی و زاویه رشد ستونهای کایرال بر انتشار مدهای پلاسمونی بررسی شده است. نتایج نشان دادکه در فصل مشترک یک لایه نازک کایرال چندگوشی ویک فلز بیش از یک مد پلاسمونی می تواند برانگیخته شود.

یک رویکرد برای بدست آوردن زاویه فضایی بیشینه، استفاده از بلورهای خمیده می باشد. لذا به منظور مفید بودن این بلورها در طیف سنجی اشعه ایکس، لازم است طراحی آنها به گونه ای باشد تا دارای زاویه فضایی و بازده انعکاسی بالایی باشند. در این مقاله یک رابطه کلی تقریباً دقیق برای محاسبه زاویه فضایی و فاکتور مساحت روی سطح چندین هندسه بلوری خمیده استخراج و با نتایج منتشره قبلی مورد مقایسه قرار می گیرد. روش میانبر ویتری و سان برای محاسبه زاویه فضایی و نیز روش آزمون و خطای ایشان جهت بیشینه سازی زاویه فضایی فوق و معرفی بلور کانونی ساز واقعی، مورد نقد و بررسی قرار می گیرد و نشان داده می شود که برای بعضی از هندسه های بلوری پاسخگو نیست. با نوشتن یک الگوریتم جهت محاسبه زاویه فضایی و فاکتور مساحت تمام هندسه های بلوری، نشان داده ایم که با نتایج حاصل از روش تحلیلی توافق خوبی دارند.

در این مقاله پارامترهای دینامیکی یک گلوله ی پلاسمایی (موج یونیزان هدایت شده) در حضور گازهای اکسیژن، نیتروژن و هوای خشک مورد بررسی قرار میگیرد. دینامیک گلوله ی پلاسمایی تولید شده توسط یک جت پلاسمای هلیوم در فشار اتمسفر با فرکانس 30 کیلوهرتز از لحظه خروج از لوله جت تا لحظه نابودی کامل در محیط گازی اطراف آن توسط یک دوربین فوق سریع (ICCD) ثبت و اندازه گیری می شود. گلوله ی پلاسمایی با تاثیرپذیری از گازهای محیطی دارای سرعت، اندازه و طول انتشار متفاوتی در هر کدام از گازهای محیطی می باشد. سرعت گلوله پلاسمایی در اکسیژن و هوای خشک بیشتر از نیتروژن می باشد و تا حدود 18 کیلومتر برثانیه نیز می رسد. بیشترین طول انتشار گلوله پلاسمایی در محیط نیتروژن و هوای خشک با حدود 12 میلی متر می باشد. طیف تابشی جت پلاسمای هلیوم نیز جهت بررسی گونه های شیمیایی تولید شده در گازهای محیطی مختلف اندازه گیری شد. نتایج این آزمایشات نشان دهنده تاثیر گازهای محیطی و بخصوص نقش مولکول های اکسیژن بر انتشار گلوله پلاسمایی می باشد.

در مطالعه ی حاضر به بررسی مدل گوست انرژی تاریک تعمیم یافته در حضور یک عبارت برهم کنشی خطی باعلامت متغیر پرداخته می شود. با محاسبه ی پارامترهای تحولی و رسم نمودارها ملاحظه می شود که مدل در ابتدا انبساط کندشونده و در نهایت انبساط تند شونده را بیانگر است که از تطابق خوبی با مشاهدات برخوردار می باشد. از طرفی رفتار مدل به ازای تغییر پارامترهای b و xi مورد بررسی قرار می گیرد. در نهایت با بیان دو راهکار به تحلیل کامل تری از مدل پرداخته می شود. تحلیل اول بررسی پایداری مدل از طریق مجذور سرعت صوت است که با افزایش پارامتر، می-تواند افزایش یافته و به مقادیرمثبت که نشان از پایداری دارد، برسد. در تحلیل دوم به بررسی پارامترهای پرداخته می شود و نمودارهای q-r-s و r رسم می شوند که در نمودار، تفاوت هایی نسبت به مدل انرژی تاریک گوست معمولی یافته می شود. از نمودارها می توان دید که این مدل مقدار {r=1, s=0} را در زمان های اخیر تجربه خواهد کرد.

در این مقاله، خواص اپتیکی مولکول های 60C در تقریب شبه استاتیک مطالعه شده است. بدین منظور یک مولکول 60C بصورت یک پوسته کروی بی نهایت نازک از الکترون های π و σ مدل شده است و تحریکات الکترونی بر روی سطح این پوسته بوسیله تئوری هیدرودینامیک دو شاره ای دو بعدی توصیف شده است. در ابتدا عبارت کلی برای قطبش-پذیری سیستم با حل معادله لاپلاس در ترکیب با معادلات هیدرودینامیک و شرایط مرزی مناسب، بدست آمده است. سپس با استفاده از رابطه قطبش پذیری، طیف خاموشی سیستم بررسی شده است که در توافق کامل با نتیجه تئوری مای است. همچنین با توسعه تئوری ماکسول-گارنت برای تقریب محیط مؤثر مواد کامپوزیتی، تابع دی الکتریک مؤثر کامپوزیتی از مولکول های 60C بدست آمده است.

در این مقاله عنصر پراشی نوینی را برای تولید هر آرایه مطلوبی از باریکه های گردابی و گردابی کامل معرفی می کنیم. اصول کار برپایه ترکیب تیغه ی منطقه ای فرنل مارپیچی شیفت یافته فازی شعاعی با توری های پراشی مختلف است. نشان می دهیم که این عنصر دارای پتانسیل زیادی برای ایجاد آرایه های گوناگونی از گردابه های نوری با شعاع و بار توپولوژیکی دلخواه است. نه تنها گردابه ها را می توان در آرایه شبکه ای چید بلکه در شبکه های دوران یافته یا آرایه های دایره ای نیز می توان آن ها را قرار داد. آرایه های گزارش شده بصورت گروهی از گردابه ها دارای بار توپولوژیکی یکسان هستند بطوریکه بار توپولوزیکی کل آرایه MP است که M تعداد گردابه ها است. نتایج آزمایشگاهی در توافق خوبی با پیش بینی های شبیه سازی شده هستند.

یکی از مهمترین ناهنجاریهای رصد شده در تابش زمینه کیهانی عدمتقارن دوقطبی است. وجود دو قطبی، اگر منشایی در کیهان اولیه داشته باشد، خ ف اصل همسانگردی آماری افتوخیزهاست. در این کار ما به معرفی روشی جدید برای یافتن جهت این دو قطبی احتمالی، اندازهگیری دامنه و بررسی اهمیت آماری دامنه اندازهگیری شده میپردازیم. مبنای این روش مقایسه واریانس حلقههای متقارن بر سطح کره تابش زمینه و یافتن زاویهایست که اخت ف این واریانس برای دو حلقه متناظر در دو نیمکره بیشینه باشد. با اعمال این روش بر نقشههای شبیهسازیشده متقارن، توزیع دامنههای دوقطبی را برای این نقشهها به دست میآوریم که معیار اصلی ما برای محاسبه اهمیت آماری دامنه دوقطبی مشاهدهشده در هر نقشه دیگری خواهد بود. مشخصاً با استفاده ار این روش، اهمیت آماری دوقطبی مشاهده شده برای پ نک𝜎 1/6 به دست میآید. شبیهسازیها نشان می دهند که اگرچه دقت این روش در مقایسه با روشهای دیگر نظیر عدمتقارن واریانس بیشتر نیست، حجم کم و سرعت با ی محاسبات با این که در فضای نقشه (و نه هارمونیکهای کروی) انجام میشوند، نقطه قوت این روش هست که راه را برای قدم بعدی مبتنی بر همین روش ولی با درنظرگرفتن عرقچین به جای حلقه هموار میکند. این روش با افزایش تعداد خانههای مورد استفاده در محاسبه واریانس، با هزینه کم محاسباتی میتواند منجر به کاهش چشمگیر در خطای اندازه گیری دامنه دوقطبی شود.

معیارهای هندسی و توپولوژیک ما را قادر می سازند که ضمن مشخصه یابی میدان های تصادفی کیهانی، به طور ساختارمند ارتباط بین توابع چند نقطه ای وزن دار و بی وزن فراهم شود. یکی از این ارتباطات در بستر عامل سوییدگی داده می شود. در این مقاله با تکیه بر آمار قله ها، عامل سوییدگی در یک میدان تصادفی ناهمسانگرد را بررسی می کنیم. بر این اساس توصیف تحلیلی از عامل سوییدگی موضعی و خطی بر حسب مدل طیف توان ناهمسانگرد را ارایه می دهیم. با انجام شبیه سازی صحت رابطه تحلیلی به دست آمده را بررسی می کنیم. نتایج ما نشان می دهد در حد تراز آستانة بالا و جدایی فضایی بزرگ، همخوانی خوبی بین نتایج تحلیلی و عددی وجود دارد.

درحال حاضر در علم نجوم و اخترفیزیک یکی از مهمترین مراحل پژوهش انجام داده کاهی است. داده کاهی به کل فرایندهایی گفته می شود، که تصاویر خام نجومی را به رویدادهای اخترفیزیکی تبدیل می کند. این فرایندها برای رویدادهای مختلف اندکی متفاوت اند، ولی همگی بریک اساس هستند. در این مقاله سعی داریم، مراحل انجام داده کا هی تصاویر گرفته شده از یک رویداد ریزهمگرایی گرانشی را به تفصیل بیان کنیم. این مقاله به منظور یادگیری و انجام داده کاهی برای هر رویداد اخترفیزیکی که در آن نور یک ستاره با زمان تغییر می کند، بسیار مناسب است. فرایند داده کاهی رویدادهای ریزهمگرایی گرانشی شامل 7 مرحله می باشد. در طی این مراحل در ابتدا تصاویر کالیبره می شوند. سپس برخی از تصاویر کالیبره شده انتخاب می شوند، تا یک تصویر مرجع ساخته شود. تصویر مرجع جهت مقایسه کردن تمامی تصاویر گرفته شده به منظور تعیین میزان تغییر در نور ستاره ی چشمه مورد نظر استفاده می شود. برای این منظور ابتدا تمامی تصاویر گرفته شده به کمک روش های دقیقی با تصویر مرجع منطبق می شوند. تصاویر از نظر یکی بودن فاکتور مقیاس بررسی می شوند و همگی به یک فاکتور مقیاس تبدیل می شوند. در این مرحله می توان با اطمینان تصاویر هم مقیاس شده را از هم کم کرد و میزان تغییر در نور ستاره ی چشمه مورد نظر را تعیین کرد.

نتایج تجربی بدست آمده از تابش ایکس نرم (SXR) و فرابنفش قوی یا EUV extreme ultraviolet)) بوسیله آشکارساز دیود نوری AXUV (absolute extreme ultraviolet) حاصل از برهمکنش میدان لیزر نانوثانیه برای اولین بار در ایران مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته اند. تابش فرابنفش قوی و ایکس نرم از پلاسمای تولید شده با هدف فلزی استیل-316، گسیل می گردد. سامانه لیزری پالسی با انرژی 250 میلی ژول، با پهنای زمانی 10-30 نانوثانیه در طول موج 1064 نانومتر تولید می کند. نتایج در محدوده طول موج تابشی یک رابطه خطی بین انرژی پالس لیزر و انرژی تابش از پلاسما را نشان می دهد. پالس های تابش پلاسما در این محدوده با قله مشخص و بلند در سیگنال حاصل از آشکار ساز AXUV با پهنای زمانی حدود 15 نانوثانیه و با تاخیر حدود 20 نانوثانیه نسبت به پالس لیزر مشاهده و ثبت گردید. همچنین میانگین بازدهی تبدیل انژی لیزر به تابش پلاسما در گستره بینابی ایکس نرم و فرابنفش قوی حدود 2/5 % محاسبه شده است.

مخروط دیراک در ماده چگال را میتوان کج کرد. این کج کردن باعث تقلیل تقارن لورنتس میشود. اما هنوز درجه با یی از تقارنی شبیه لورنتس در سیستم باقی میماند. در این مقاله تبدی ت لورنتس-کج شده را معرفی میکنیم که تقارن این سیستم هستند.

انتشار پالس لیزر کوتاه و پرشدت در پلاسما، سبب تولید میدان دنباله الکترواستاتیکی شده که کاربرد گسترده ای در شتاب لیزری ذرات باردار دارد. دامنه میدان دنباله به عوامل مختلفی از جمله به قطبش پالس لیزر وابسته است. پلاسمای مغناطیده، نسبت به قطبش های مختلف لیزر، محیطی ناهمسانگرد است و تحت شرایط مختلف، مدهای انتشار در پلاسما متفاوت هستند. در این مقاله، شرایط انتشار هر مد را بررسی کرده و با یافتن معادلات حاکم برانگیزش میدان دنباله ناشی از پالس لیزر در مدهای مختلف، شامل قطبش دایروی (مد R و L)، بیضوی (مد X) و خطی (مد O)، تعیین خواهد شد. معادلات دیفرانسیل حاصل با استفاده از الگوریتم رانگ-کوتای مرتبه چهار به طور همزمان حل شده است. نتایج نشان می دهد، دامنه ی میدان دنباله نه تنها به مد لیزر بستگی دارد بلکه با تغییر چگالی پلاسما، میدان مغناطیسی خارجی و فرکانس لیزر، بطور قابل توجهی تغییر خواهد کرد.

در این مقاله به بررسی و محاسبه انرژی مبادله شده بین جفت مولکول پذیرنده-دهنده در مجاورت نانو ذره کره ای فلزی پوشیده با گرافن با استفاده از حل معادله لاپلاس در تقریب شبه استاتیک پرداخته شده است. بعد از انجام محاسبات تئوری و شبیه سازی کامپیوتری، تاثیر پارامترهای مانند تابع دی الکتریک محیط اطراف و سهم مربوط به چند قطبی ها در مد های مختلف بر روی انرژی مبادله شده بین جفت مولکول و نانوذره بررسی و تحلیل می شود. نتایج محاسبات نشان می دهد که پوشش گرافن باعث تقویت جفت شدگی پلاسمون-پلاسمون در نانوذره شده و در نتیجه سبب بیشتر شدن انتقال انرژی بین جفت مولکول و نانوذره می گردد. بنابراین این ساختار می تواند به عنوان نسل جدیدی از نانو زیست حسگرها مورد استفاده قرار گیرد.

در این مقاله بصورت نظری به بررسی پلاریتون های سطحی در مرز بین یک محیط دی الکتریک یکنواخت نیمه بینهایت و یک بلور فوتونی یک بعدی پرداخته شده است. بلور فوتونی از ترکیب لایه های دی الکتریک همسانگرد و لایه هایی از فراماده هایپربولیک گرافن-پایه تشکیل شده است. برای مطالعه لایه های فراماده از تقریب محیط موثر استفاده شده و نشان داده شده است که این لایه ها در بازه فرکانسی معینی در ناحیه THz پاشندگی هایپربولیک دارند. نتایج بدست آمده نشان می دهد که بلور فوتونی مورد بررسی در ناحیه فرکانسی هایپربولیک نیز همانند ناحیه فرکانسی بیضوی دارای باندهای ممنوعه فوتونی در هر دو قطبش TE و TM است و امکان تحریک پلاریتون های سطحی در این نواحی فرکانسی وجود دارد. مشاهده شده است که مشخصات پلاریتون های سطحی به پارامترهای هندسی ساختار و همچنین به خواص اپتیکی تک لایه های گرافن وابسته است. در ادامه پروفایل میدان الکترومغناطیسی تعدادی از مدهای سطحی رسم شده و نشان داده شده است که مدهای باند ممنوعه اول جایگزیدگی بیشتری نسبت به مدهای باند ممنوعه دوم دارند. در پایان، توزیع شدت یک باریکه گاوسی با قطبش TM در داخل و خارج بلور فوتونی شبیه سازی شده است که جایگزیدگی پلاریتون های سطحی در مرز ساختار را تایید می کند.