فهرست مطالب

پژوهش فیزیک ایران - سال بیست و یکم شماره 1 (بهار 1400)

مجله پژوهش فیزیک ایران
سال بیست و یکم شماره 1 (بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/03/31
  • تعداد عناوین: 20
|
  • ابوالفضل کشتکار وناشی، حسین قاسم زاده محمدی*، شیروان افراز، سعید اصغری زاده، محمد لامعی رشتی، منا حداد صفحات 1-22

    تابش سینکروترون، از یک نور قطبی و موازی با درخشندگی خیلی زیاد و شدت بالا تشکیل شده است که شامل گستره وسیعی از طول موج ها، از فروسرخ تا پرتوهای X پرانرژی است. در این مقاله خلاصه ای از کاربرد های تابش سینکروترون در طیف سنجی و تصویربرداری به کمک پرتو X، ارایه شده است. این کاربرد ها شامل پراش پرتو X مواد پودری (XRPD)، پراکندگی پرتو ایکس در زوایای بزرگ (WAXS)، پراکندگی پرتو ایکس در زوایای کوچک (SAXS)، فلورسانس پرتو X (XRF)، بازتاب سنجی پرتو X (XRR)، جذب لبه نزدیک ساختار ظریف پرتو X (NEXAFS)، جذب لبه نزدیک ساختار پرتو X (XANES)، طیف سنجی فوتوالکترونی پرتو X (XPS)، طیف سنجی نشری پرتو X (XES) و تصویر برداری به کمک پرتو X است. این تکنیک ها، برای مشخصه یابی انواع ساختارهای مواد مختلف در اندازه های میکرو و نانو توانایی بالایی دارند. علاوه بر این، استفاده از این فناوری ها مزیت هایی مانند صحت بیشتر اندازه گیری ها، بهبود نسبت "علامت به نوفه"، تفکیک فضایی بهتر و  سرعت بیشتر جمع آوری داده ها دارد.

    کلیدواژگان: تابش‎ ‎سینکروترون، طیف سنجی پرتو ‏X، تصویربرداری پرتو ‏X
  • محسن دایی محمد* صفحات 23-39
    هدف دراین مقاله، بررسی خواص دینامیکی یک میدان دو مدی تغییر شکل یافته جفت شده با یک اتم دو ترازی در ‏غیاب تقریب موج چرخان است.‏‎ ‎در قسمت اول‎ ‎یک مدل نظری برای این نوع بر همکنش ارایه می شود. در ‏قسمت دوم ماتریس چگالی کاهش یافته میدان در حضور و در غیاب تقریب موج چرخان به دست آورده می شود.‏‎ ‎سپس ‏اثرات جملات پاد چرخان و پارامتر تغییر شکل با استفاده از روش های عددی روی آمار شمارش فوتون ها ‏و همبستگی متقایل بین مدهای میدان و چلاندگی کوادراتورهای میدان بررسی می شود و نشان می دهیم حتی در ‏محدوده اعتبار‎ ‎تقریب موج چرخان (بر همکنش ضعیف)، اثرات جملات پاد چرخا‎‎ن روی خواص میدان بسیار مهم ‏است.
    کلیدواژگان: مدل جینز‎ -‎کامینگز تغییر شکل یافته، تقریب موج چرخا‎‎ ن، جملات پاد چرخا‎ ‎ن، فرایندهای فوتون های مجازی
  • حمیدرضا قنبری، علی اسفندیار*، مهران خانصنمی صفحات 41-49
    در این پژوهش الیاف اکسید گرافن به عنوان یک غشای جدید با قابلیت گزینش پذیری انتخابی یونی معرفی می شوند. فیبرهای اکسید گرافن مانند ‏دیگر غشاهای ماکروساختار همواره با حفره ها و نواقصی همراه هستند که برای حل این نقطه ضعف، ترکیبی 50 درصدی از تعلیق اکسید ‏گرافن از صفحات کوچک با میانگین ابعادی نیم میکرومتر مربع و صفحات بزرگ با ناحیه ای به بزرگی بیش از 10 میکرومتر مربع مورد استفاده قرار ‏گرفت. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی و همچنین مقدار جریان یونی عبوری، نشان داد که استفاده از صفحات کوچک به عنوان پر کننده ‏فضاهای خالی موجب افزایش پکیدگی فیبر اکسید گرافن و همچنین کاهش حفره ها و نواقص آن می شود. در ادامه مشخص شد که جریان یونی از ‏درون الیاف ساخته شده از ترکیب صفحات بزرگ و کوچک اکسید گرافن با نسبت بیشتری کنترل می شود که برتری نسبت به الیاف ساخته شده ‏از صفحات بزرگ برای گزینش پذیری یونی است. در نهایت مقیاس پذیری الیاف اکسید گرافن مورد ارزیابی قرار گرفت که مشخص شد با افزایش ‏تعداد و طول فیبرهای کم نقص، جریان یونی به صورت خطی افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: فیبر اکسید گرافن، اندازه صفحات، جداسازی یونی، کانال های یونی
  • معصومه بختیاریان*، وحید موسوی صفحات 51-61
    با چشم پوشی از افت و خیزهای گرمایی محیط و صرفا با در نظر گرفتن اتلاف ناشی از آن، حرکت یک بسته- موج گوسی آزاد را در چارچوب معادله خطی کالدیرولا-کانای  و معادلات غیر خطی شرودینگر- لانژون  موسوم به معادله کاستین و شو-چانگ- هارتمن  بررسی می کنیم. با پیشنهاد جواب گوسی برای چگالی احتمال، به دو معادله، یکی برای تحول مرکز بسته-موج گوسی و دیگری برای تحول پهنای آن می رسیم. در هر سه مورد، معادله حاکم بر تحول مرکز بسته-موج همان معادله لانژون کلاسیک است در حالی که معادله حاکم بر پهنای بسته-موج در رهیافت های مختلف، متفاوت است. این معادله در چارچوب های  و  حل تحلیلی دارد ولی در رهیافت به روش عددی حل می شود. محاسبات نشان می دهند که در همه رهیافت ها، پهنای بسته- موج برای یک ضریب اصطکاک معین، با زمان افرایش می یابد. در یک لحظه معین، در چارچوب های  و  پهنا با ضریب اصطکاک کاهش می یابد در حالی که در چارچوب   عکس این رفتار مشاهده می شود. همچنین، تغییرات زمانی مقدار انتظاری انرژی و مشتق زمانی آن در هر سه رهیافت محاسبه و با هم مقایسه می شوند. نشان داده می شود که آهنگ تغییرات انرژی در چارچوب  با مقدار انتظاری مربع میدان تکانه داده می شود. در انتها، عبور یک بسته-موج گوسی از یک سد پتانسیل مستطیلی در چارچوب  به طور عددی مطالعه شده و با حالت بدون اتلاف مقایسه می شود. مشاهده می شود که اتلاف، عبور را به طور قابل ملاحظه ای کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: اتلاف، معادله کالدیرولا-کانای، معادله شرودینگر-لانژون(کاستین)، معادله شو-چانگ-هارتمن، بسته-موج گاوسی
  • نادر دانش فر*، زینب نورمحمدی صفحات 63-67
    در این مقاله، دوپایایی (دوپایداری) نوری در یک نانوذره پلاسمونیک با استفاده از مدل هیدرودینامیک برای الکترون های ‏رسانش بررسی می شود. نشان داده می شود که آستانه دوپایایی نوری، ناحیه دوپایدار و شکل پسماند نوری وابسته به ‏جنس نانوذره و ثابت دی الکتریک محیط اطراف نانوذره‎ ‎‏ پلاسمونیک است‏.
    کلیدواژگان: دوپایایی نوری، نانوذره پلاسمونیک، مدل هیدرودینامیک ‏
  • سید وحید موسوی* صفحات 69-79
    پدیده های پراش در زمان و زود- ورود در مورد سیستم های اتلافی مطالعه خواهند شد. این بررسی نظری با استفاده از معادله موج مقیاس شده خطی که در چارچوب نظریه کلدیرولا- کانای برای گذار پیوسته کوانتومی- کلاسیکی پیشنهاد شده، انجام خواهد شد. دو مثال ساده اما از نظر فیزیکی مهم و جالب رهایی آنی از پتانسیل یک حایل که در آن رفتارهای گذرا (پراش در زمان) مشاهده می شود؛ و همچنین عبور از یک سد پتانسیل سهموی وابسته به زمان که اثر زود- ورود را نشان می دهد، مطالعه خواهند شد. محاسبات نشان می دهند که پراش در زمان یک اثر غیر کلاسیکی است و با افزایش ضریب اصطکاک رفتارهای گذرا به تدریج محو می شوند. همچنین، پدیده زود- ورود حتی در رژیم کلاسیکی هم مشاهده می شود. یعنی زود- ورود یک پدیده غیرکلاسیکی نیست. این رفتار با مسیرهای مقیاس شده که در رژیم کوانتومی همان مسیرهای بوهمی هستند، توضیح داده خواهد شد.
    کلیدواژگان: اتلاف، معادله کلدیرولا- کانای، گذار کوانتومی- کلاسیکی، معادله موج مقیاس شده، پراش در زمان، زود- ورود، مسیرهای مقیاس شده ‏
  • سعید انصاری*، روح الله جعفری صفحات 81-90
    در این مقاله دینامیک زنجیره ابررسانایی موج p با برهمکنش و جنبش بلندبرد را پس از دگرگونی ناگهانی پتانسیل شیمیایی مورد مطالعه قرار می دهیم. نشان داده ایم که اگر دگرگونی ناگهانی به نقطه بحرانی سیستم انجام شود گذار فاز کلاسیکی- کوانتومی رخ می دهد و پژواک لاشمیت رفتار کاملا تناوبی خواهد داشت. همچنین گذار فاز دینامیکی را برای دگرگونی در عبور از نقطه بحرانی مورد بررسی قرار دادیم. تحلیل های ما نشان می دهد که گذار فاز دینامیکی هنگامی روی می دهد که حالت اولیه سیستم مد لبه ای بدون جرم باشد. در حالی که اگر حالت اولیه مد های لبه ای جرم دار باشند، حتی اگر دگرگونی از نقطه بحرانی عبور کند، سیستم دیگر گذار فاز دینامیکی نشان نخواهد داد.
    کلیدواژگان: ابررسانایی موج p، زنجیره کیتائف بلند برد، مدهای لبه ای مایورانا، گذار فاز دینامیکی‏
  • هادی لوکزاده*، مجتبی حسینی صفحات 91-98
    یکی از مدل های موفق در توصیف  پدیده محبوس شدگی کوارک مدل ورتکس مرکزی پهن است. در این مدل محبوس شدگی به مراکز غیر بدیهی گروه نسبت داده می شود. مراکز غیر بدیهی گروه پیمانه ای نیز عامل ایجاد ورتکس ها هستند. ورتکس ها ساختارهای سالیتونی نقطه شکل در دو بعد و خط شکل در سه بعد هستند. در این مدل برای محاسبه و رسم نمودار پتانسیل کوارکی در نمایش های مختلف به مولد های قطری نمایش های گروه نیاز داریم. برای محاسبه این مولد های قطری استفاده از روش تانسوری مرسوم است که محاسبات زیادی را می طلبد. در این مقاله پس از معرفی مدل ورتکس مرکزی پهن، روش تانسوری معرفی می شود. سپس مفهوم نمودار ریشه و وزن در گروه های لی معرفی می شود. با استفاده از نمودار ریشه و وزن روشی کارامد و ساده برای محاسبه مولد های قطری نمایش های گروه ارایه می شود. گروه های مورد بررسی در این مقاله گروه  و  است که می توان این روش را به سایر گروه ها نیز تعمیم داد.
    کلیدواژگان: پتانسیل کوارکی، محبوس شدگی، ورتکس مرکزی پهن، مولدهای قطری نمایش بالاتر گروه، نمودار ریشه و وزن ‏
  • محمد مهدوی*، محمدحسین صحافی صفحات 99-109

    در این مقاله، با استفاده از نظریه اختلالی تابعی چگالی و نظریه تابعی چگالی در چارچوب محاسبات اصول اولیه خواص ترمودینامیکی، ساختاری و طیف ارتعاشی دی اکسید توریم مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور محاسبه معادلات کوهن- شم جهت به دست آوردن کمینه انرژی کل بلور از نرم افزار کوانتوم اسپرسو، که یک کد محاسباتی متن باز است، استفاده شده است. طیف ارتعاشی دی اکسید توریم در امتداد مسیرهای پر تقارن مختلف بررسی شد که نتایج به دست آمده حاکی از پایداری دینامیکی سامانه بلوری بود. از مدل شبه هماهنگ دبای- اینشتین که در کد گیبس 2 پیاده سازی شده است، به منظور محاسبه خواص ترمودینامیکی دی اکسید توریم تحت دما و فشار بالا استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان دادند که دمای دبای دی اکسید توریم با افزایش دما در یک فشار ثابت کاهش می یافت و با افزایش فشار در یک دمای ثابت افزایش پیدا می کرد. افزایش دمای دبای بیانگر افزایش سختی بلور و سرعت صوت متوسط بود. مشاهده شد که ضریب انبساط گرمایی حجمی و پارامتر گرونیسن با افزایش فشار در یک دمای ثابت به صورت نمایی کاهش می یافتند، در حالی که با افزایش دما در یک فشار ثابت، افزایش می یافتند که بیانگر افزایش انتقال حرارت در شبکه بلوری بود.

    کلیدواژگان: سوخت هسته ای، مدل گرمایی دبای- اینشتین، آنتروپی ارتعاشی، ‎ ‎ضریب انبساط حجمی ‏
  • مرتضی زرگر شوشتری*، نرگس نوازش صفحات 111-119
    در این تحقیق، ایروژل سیلیکا با روش سل ژل و خشک کردن در دمای محیط و با پیش ماده سدیم سیلیکات ساخته شده است. ایروژل تهیه شده با این روش، فوق آب گریز است. برای آب دوست کردن آن، نمونه تهیه شده در دمای 400 درجه سانتی گراد به مدت 2 ساعت حرارت داده شد. ساختار نمونه های تهیه شده با استفاده از الگوی پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، جذب و واجذب گاز نیتروژن مورد مطالعه قرار گرفته است. برای بررسی خاصیت آب دوستی و آب گریزی نمونه ها، آزمایش سطح تماس قطره آب انجام شده است. پیوندهای شیمیایی نمونه های تهیه شده با استفاده از طیف سنجی فرو قرمز تبدیل فوریه مورد مطالعه قرار گرفته شد. نتایج نشان دادندکه با آب دوست شدن ایروژل سیلیکا، اندازه ذرات تشکیل دهنده آن بزرگ تر شده و توزیع اندازه حفره های آن کمتر می شود. زاویه تماس قطره آب با سطح نمونه فوق آب گریز  170 درجه است. این عدد برای نمونه آب دوست به 51 درجه می رسد. نتایج این تحقیق در مقایسه با نتایج تحقیقات مشابه، بهبود در خاصیت آب گریزی و حجم کلی قطر حفره و قطر میانگین را برای نمونه فوق آب گریز نشان می دهد. در این تحقیق برای اولین بار اندازه ذرات ایروژل سیلیکای آب دوست و آب گریز با استفاده از نرم افزار دیجیمایزر اندازه گیری شده است.
    کلیدواژگان: ایروژل سیلیکا، فوق آب گریز، فشار محیط، سل ژل، نانوساختار
  • زهرا صیدالی لیر*، رسول ملک فر صفحات 121-130
    در این مقاله، آرایه های بسیار منظم نانولوله TiO2 با استفاده از آندی کردن پتانسیواستاتیک ورقه Ti به مدت 12 ساعت در ولتاژ V 60 سنتز و در سلول های خورشیدی رنگدانه ای پلیمری ژلی مورد استفاده قرار گرفته شد. برای بررسی ریخت شناسی و خواص نوری نانولوله ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، الگوی پراش پرتو X (XRD) و طیف سنجی رامان استفاده شده است. میانگین قطر و طول نانولوله های سنتز شده به ترتیب nm 100 و µm 30 بوده است. اندازه گیری های XRD و رامان، فاز خالص آناتاز را نشان داده است. پلیمر پلی متیل متاکریلیت- متاکریلیک اسید (PMMA-MA) جهت تهیه الکترولیت پلیمری ژلی با الکترولیت مایع بر پایه حلال 3- متوکسی پروپیونیتریل ((MPN ترکیب شده است. الکترولیت های تهیه شده حاوی مقادیر مختلف پلیمر PMMA-MA، به وسیله طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) مشخصه یابی شده است. بازده تبدیل توان سلول خورشیدی رنگدانه ای با الکترولیت پلیمری ژلی قابل مقایسه با بازده سلول متناظر بر پایه الکترولیت مایع بوده است.
    کلیدواژگان: سلول خورشیدی رنگدانه ای، الکترولیت پلیمری ژلی، نانو لوله های TiO2، PMMA-MA
  • خسرو مبهوتی*، ندا صمدزاده صفحات 131-143
    در این مقاله، معادلات نرخ برای دیود لیزر تحت تزریق اپتیکی از نقطه نظر تحلیلی و عددی بررسی می شود. با تعیین شرایط هوف و روث-هورویتز، مرزهای پایداری سیستم لیزری مورد مطالعه قرار می گیرد. نمودارهای پایداری نسبت به نامیزانی بسامدی و شدت تزریقی برای مقادیر متفاوتی از ضریب پهن شدگی مورد بحث قرار گرفته است. همچنین، روابط بحرانی را برای نقاط هوفی به دست می آوریم که منجر به ایجاد ناپایداری در سیستم لیزری می شوند. همچنین نشان داده شده که روابط به دست آمده به چهار پارامتر بستگی دارند: شدت پرتو تزریقی، نامیزانی بسامدی، ضریب پهن شدگی و جریان پمپاژ شده به سیستم.
    کلیدواژگان: تحلیل پایداری، لیزر نیمه رسانا، نقطه هوف، روث- هورویتز، نامیزانی بسامدی، تزریق اپتیکی
  • سید مجید صابری فتحی*، نرگس ایمانی صفحات 145-159
    نامساوی بل این امکان را ایجاد کرده است که بتوان ناموضعیت را در یک رویداد فیزیکی با معیاری کمی تعیین کرد. یکی از رویدادهای با اهمیت در فیزیک ذرات بنیادی نقض تقارن ترکیبی پاریته و همیوغ بار CP است که نمایانگر عدم تقارن بین مقدار ذره و پادذره در جهان می باشد. در این مقاله ما توسط یک آزمایش ذهنی، به فرمول بندی نامساوی بل از نوع CHSH برای نوترینوهای مایورانا پرداخته ایم. این نامساوی نسبت به نقض تقارن CP حساس است. به علاوه، با استفاده از داده های آشکارساز های آزمایش مسافت طولانی نوترینو، مانند بازه انرژی نوترینوها و فاصله آشکارسازهای دور و نزدیک از منبع تولید نوترینو، محدوده های مشترک نقض نامساوی بل و CP را به دست آورده ایم.
    کلیدواژگان: نقض CP، نامساوی بل، نوسان نوترینو-پادنوترینو، نوترینو مایورانا
  • ناهید کارشناس*، سهیل شریفی، حامد قنادان، ناصر هاتفی کرگان صفحات 161-169
    در این تحقیق به مطالعه خاصیت اپتیکی غیر خطی نانو قطره رنگ شده توسط ایوسین- ب با استفاده از  روش روبشگر- زد، اسپکتروفوتومتر و فلورومتر پرداخته شده است. نانو قطره آب در محیط روغن توسط ترکیب آب هگزان و سورفکتنت تهیه شده است که داخل قطره توسط ایوسین - ب رنگ شده است. اندازه قطره ها بر روی ضریب شکست غیر خطی با استفاده از روبشگر- زد توسط لیزر 532 نانومتر و توان 80 مگاوات مطالعه شده است. نتایج نشان می دهد اثرهای سطحی در نانو قطره ها باعث شده تا قطره ها با ابعاد کوچک تر، ضریب شکست غیر خطی بزرگ تری داشته باشند. علت این تغییر، کاهش تجمع رنگینه ها در داخل قطره و همچنین کاهش قطبیت حلال قطره نسبت به حلال آب است.
    کلیدواژگان: ائوسین- ب، اپتیک غیر خطی، روبشگر - زد، ضریب شکست غیر خطی ‏
  • بابک پروین* صفحات 171-180
    سازوکار یک اتم چهار ترازی محصور شده در یک کاواک اپتیکی تک مد با گذار چند فوتونی از لحاظ تیوری در حالت پایا بررسی شده است. رفتار سامانه اتم- کاواک بر حسب معادله اصلی بیان شده است که برای حل این معادله، از مجموعه ای از مقادیر چشمداشتی یک سری عملگر استفاده شده است. روش کسرهای دنباله دار ماتریسی برای حل عددی این دسته از مقادیر چشمداشتی جفت شده به کار رفته است. نحوه تغییرات کمیت های فیزیکی وارونی جمعیت اتمی، تعداد فوتون میانگین و تابع همبستگی مرتبه دوم به ازای هر گذار مطالعه شده است. در نهایت فرایند تبدیل اتم چهار ترازی به یک اتم سه ترازی تحت چندین شرط خاص برای هر گذاری، مورد بحث قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: اتم چهار ترازی، کاواک اپتیکی، معادله اصلی، کسرهای دنباله دار ماتریسی، لیزینگ ‏
  • سودابه رضایی*، اردشیر رابعی صفحات 181-187
    صورت بندی کوانتومی یک سامانه فیزیکی اصولا بر اساس عملگرهای خلق و نابودی انجام می شود. ما در این مقاله با استفاده از روش کوانتش برزین به تعیین این عملگرهای نردبانی برای ذره متحرک روی حلقه و کره دو بعدی می پردازیم. این روش کوانتش برگرفته از رابطه تفکیک واحد روی حالت های همدوس است. در واقع حالت های همدوس یک طرح کوانتش مستقیم از یک حالت کلاسیکی به همتای کوانتومی آن را فراهم می کنند. در این مقاله حالت های همدوس مربوط به سیستم های ذکر شده را از نقطه نظر تابع هسته گرمایی مورد بحث قرار می دهیم.
    کلیدواژگان: حالت های همدوس، کوانتش برزین، عملگر خلق، عملگر نابودی ‏
  • عبدالکریم افروزه* صفحات 189-196
    در این مقاله روشی برای تولید پالس های باند فراپهن (UWB) که که اساس کار آن، یک تداخل سنج ماخ زندر است با یک تشدیدگر حلقه ای کوچک سیلیکونی دارای قابلیت تغییر پیکربندی جفت شده است گزارش شده است. سیگنال های باند فراپهن تک چرخه ای و دوتایی با پهنای زمانی پالس پیکوثانیه تولید می شوند که تشدیدگر کوچک حلقه ای به ترتیب با پالس های الکتریکی مربعی و گاوسی مدوله می شود. سیستم های فوتونیکی ریزموج که با اجزای بزرگ نوری کار می کنند از بزرگی حجم، استفاده زیاد از انرژی، هزینه بالا و آسیب پذیری در برابر اختلالات محیط زیستی رنج می برند. بنابراین، بسیار مطلوب است که سیستم فوتونیکی ریزموج را بر روی یک تراشه جمع کنیم تا فشرده تر، ارزان تر و کم مصرف تر بشود.. سیگنال های باند فراپهن خواص ذاتی از جمله مصونیت در برابر محو شدن در حرکت چند مسیره، پهنای باند گسترده و چگالی توان طیفی پایین دارند. یکی از کاربردهای آن در مخابرات بی سیم کوتاه برد و توان بالا برای انتقال بدون تاخیر و بی سیم داده های چندرسانه ای حجیم قرار دارد. همچنین می تواند در حالت سرعت و توان کم برای کاربردهای اینترنت اشیا مانند موقعیت یابی دقیق داخلی استفاده بشود. برخلاف تخمین مسافت وای فای یا بلوتوثی که بر اساس شدت سیگنال کار می کنند، سیگنال باند فراپهن پهنای پالس بسیار باریکی دارد، شبیه پالس رادار، که آن را قادر می سازد تا با استفاده از زمان پیشروی پالس و با دقت 10 سانتی متر، موقعیت را تخمین بزند. با مدولاتور تشدید که بر اساس فوتونیک سیلیکون می باشد، می توان به تولید سیگنال ریزموج قابل تنظیم روی تراشه، بسیار امیدوار بود.
    کلیدواژگان: پالس های باند فراپهن، تشدید، مدوله کردن، مدولاتور یکپارچه سیلیکونی
  • سمیه هارونی*، مصطفی زاهدی فر، سمیه کرمانی، احسان صادقی صفحات 197-204
    فروکشی دمایی به عنوان یک اثر مهم و شناخته شده در ترکیباتی که خاصیت ترمولومینسانس از خود نشان می دهند، در بررسی ها باید مورد توجه قرار گیرد. در میان مدل های توصیف کننده پدیده ترمولومینسانس، مدل سینتیک مرتبه آمیخته توصیف واقعی تری از این پدیده ارایه می دهد. در این کار اثر فروکشی دمایی در مدل سینتیک مرتبه آمیخته وارد شده و تابع جداسازی منحنی درخشش ترمولومینسانس جدیدی برحسب شدت بیشینه و دمای شدت بیشینه حاصل شده است. رابطه جدید با مساوی صفر قرار دادن پارامترهای فروکشی دمایی، به همان رابطه قبلی خود بدون اثر فروکشی دمایی تبدیل می شود. همچنین پارامترهای سینتیک قله پنجم دزیمتر ترمولومینسانس LiF:Mg,Ti (TLD-100) با در نظرگرفتن رابطه جدید (با درنظرگرفتن اثر فروکشی دمایی) و رابطه قبلی (بدون در نظر گرفتن اثر فروکشی دمایی) به ازای مقادیر مختلف آهنگ گرمادهی تعیین و نتایج آن مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: ترمولومینسانس، فروکشی دمایی، مدل مرتبه آمیخته، پارامترهای سینتیک، TLD-100‏
  • حسن رنجبر*، بهرام سلیمی صفحات 205-211
    اندازه گیری و تعیین میزان پرتوزایی آلفا و بتای کل در آب به دلیل خطرات رادیوبیولوژیکی آنها در همه جوامع و کشورهای دنیا اهمیت فراوانی داشته و جزیی از اهداف سازمان های استاندارد و بهداشت عمومی است. اندازه گیری همزمان ذرات گسیلنده آلفا و بتا در آب با شمارنده سوسوزن مایع یکی از بهترین روش های شمارش است. در این روش به دلیل همپوشانی طیف آلفا و بتا، ارزیابی میزان تداخل آلفا و بتا و سطح مناسب PSA در شمارش نمونه بسیار مهم است. هدف از این تحقیق اندازه گیری میزان پرتوزایی آلفا و بتای کل تعدادی از آب های بطری شده با نام های تجاری مختلف و مقایسه آنها با حد مجاز و استانداردهای بین المللی است. برای رسیدن به این هدف این کار در دو فاز انجام می شود. در فاز اول با استفاده از دو محلول استاندارد امرسیوم-241 و استرانسیوم-90 با اکتیویته 21 و 40 بکرل پارامترهای تداخل آلفا و تداخل بتا مشخص و سطح مناسب PSA به دست می آید. در فاز دوم 10 نمونه آب بسته بندی شده با نام های تجاری مختلف توسط دستگاه شمارنده سوسوزن مایع مدل 1220Quantulus مورد تحلیل و شمارش قرار می گیرد. نتایج مقدار PSA مناسب برای اندازه گیری پرتوزایی آلفا و بتای کل در آب را 110 تعیین کردند و نتایج حاصل از شمارش نمونه، پرتوزایی mBq/l 41-62 را برای آلفای کل و mBq/l 57-85 را برای بتای کل نشان می داد که با مقایسه حدود استاندارد زیر حد مجاز قرار دارند.
    کلیدواژگان: تداخل آلفا و بتا، سطح PSA، پرتوزایی آب، شمارنده سوسوزن مایع
  • سید حسین هندی*، مهراب مومن نیا صفحات 213-218
    بر اساس روش های تقریبی و عددی، بسامد‏های شبه نرمال سیاه چاله‏ ها در گرانش جرم دار‏ dRGT تحت اختلال الکترومغناطیسی محاسبه شده و پایداری دینامیکی این سیاه چاله‏‏ ها بررسی شده است. همچنین تاثیر جرم گراویتون بر روی بسامد‏ها بررسی شده و نشان داده شده است که نه تنها تقریب WKB برای  معتبر است بلکه این روش صرفا برای گراویتون های با جرم پایین اعتبار خود را حفظ می کند.
    کلیدواژگان: پایداری دینامیکی سیاه چاله‏ ها، مدهای شبه نرمال، گرانش جرم دار‏ ‏
|
  • Abolfazl Keshtkar Vanashi, Hossein Ghasemzadeh Mohammadi *, Shiravan Afraz, Saeid Asghari Zadeh, Mohammad Lamei Rashti, Mona Haddad Pages 1-22

    Synchrotron radiation is an advanced polarized and collimated light source with high brilliance and intensity. whereas This radiation has a wavelength range of infrared to the highest-energy x-rays. In this article, we provide a summary of application of x-ray spectroscopy with synchrotron radiation to x-ray spectroscopy. Here we discuss ten types of x-ray techniques include X-ray Powder Diffraction(XRPD), Wide Angle X-ray Scattering (WAXS), Small-Angle X-ray Scattering (SAXS), X-ray fluorescence(XRF), X-ray reflectometry (XRR), Near Edge X-ray Absorption Fine Structure (NEXAFS), X-ray Absorption Near Edge Structure (XANES), Photo Electron Spectroscopy (XPS), X-ray Emission Spectroscopy (XES), and x-ray imaging spectroscopy. These techniques have good potential for characterization of various micro- and nano-materials. Furthermore, some advantages of the use of these techniques are as follows: improving signal to noise ratio, better spatial resolution, and improving data acquisition.

    Keywords: synchrotron radiation, X-ray spectroscopy, X-ray imaging‎ ‎
  • M Daeimohammad * Pages 23-39
    The aim of this study is to investigate dynamical properties of a two-mode f-deformed cavity- field ‎coupled to an effective two-level atom with and without the rotating wave approximation. The first ‎section discusses the theoretical model of the interaction between a two-mode cavity-field and an ‎effective two-level atom within the framework of an f-DJCM without the rotating wave ‎approximation. After that, we obtain the reduced density matrix of the cavity-field with and without ‎the rotating-wave approximation. Then, we have investigated the effect of the counter-rotating ‎terms on temporal evolution of various non-classical properties of the cavity-field, i.e., photon-‎counting statistics, the cross correlation between the modes of the field, and the quantum ‎fluctuations of the quadrature components. Particularly, we compare the numerical result for three ‎different values of the deformation parameter q (q=1, q=1.1, q=0.9) with and without applying the rotating ‎wave approximation. By using of the numerical method, we concluded that even under the ‎condition in which the RWA is considered to be valid, there are the significant effects of virtual-‎photon field on the photon-counting statistics, the cross correlation between the modes of the ‎field, and the quantum fluctuations of the quadrature components‎.
    Keywords: f-deformed Jaynes-Cummings model, rotating wave approximation, counter-rotating terms, ‎virtual-photon processes‎
  • H Ghanbari, A Esfandiar *, M Khansanami Pages 41-49
    In this study, graphene oxide fibers are introduced as new graphene oxide (GO) membranes with the ‎capability of ion selectivity‏.‏‎ Graphene oxide fibers, like other macro structured membranes, are always ‎associated with cavities and defects. To solve this problem, a 50% combination of graphene oxide ‎suspension including small sheets with an average size of ~ 0.5 µm2 and large sheets with an area of more ‎than 10 µm2 was used. According to the morphological results of scanning electron microscopy, as well as ‎the amount of ionic transport through the fiber, reduction of cavities and its defects were confirmed. ‎Moreover, it was found that ionic current through fibers consist of large and small GO sheets is more ‎controllable. This leads to more ionic selectivity via tunable swelling. Finally, the scalability of graphene ‎oxide fibers investigated and found that increasing number and length of the fibers increases the ionic ‎current as linear trend‎.
    Keywords: graphene oxide fibers, sheet size, ionic sieving, ion channels
  • M Bakhtiyarian *, V Mousavi Pages 51-61
    Ignoring thermal fluctuations of the environment, taking into account only its dissipative effects, free propagation of a Gaussian wavepacket is studied in the framework of the linear Caldirola-Kanai (CK) equation and non-linear equations, the Schrodinger-Langevin (SL) equation, known as Kostin equation, and the Schuch-Chung-Hartmann (SCH) equation. By a Gaussian ansatz for the probability density one obtains two equations, one for the evolution of the center of the wave packet which is just the classical Langeving equation and one for the evolution of the width of the wavepacket. This last equation has different forms in different approaches having only an analytic solution in the CK and SCH frameworks. Computations show that for a given friction, the width of the wavepacket increases with time in all approaches. In a given time, it reduces with friction in both CK and SL approaches revealing localization effects of dissipation, while has opposite behavior in the SCH approach. Furthermore, energy expectation value and its time-derivative is computed and compared in all approaches. It is shown that the rate of energy is given by the expectation value of momentum field in the SL framework. Finally, transmission of a Gaussian wavepacket from a rectangular barrier is numerically studied in the context of CK and compared to the non-dissipative case. The transmission decreases considerably with the dissipation.
    Keywords: dissipation, Caldirola-Kanai equation, Schrödinger-Langevin (Kostin) equation, Schuch-Chang-‎Hartmann equation, Gaussian wave-packet
  • N Daneshfar *, Z Noormohammadi Pages 63-67
    In this paper, the optical bistability in a plasmonic nanoparticle by using the Hydrodynamic model for conduction electrons is investigated. It is shown that the optical bistable threshold, the bistable region and the shape of hysteresis loop are dependent on the permittivity of the surrounding medium, and the composition of plasmonic nanoparticle.
    Keywords: optical bistability, plasmonic nanoparticle, hydrodynamic model ‎
  • S. V. Mousavi * Pages 69-79
    Diffraction in time and early-arrival phenomena will be studied in the context of dissipative systems. This theoretical consideration is done by using the linear scaled wave equation proposed in the framework of Caldirola-Kanai theory for the continuous quantum-classical transition. Two simple but physically important and interesting examples are studied, sudden release from a shutter where transient behaviors (diffraction in time) are seen; and also transmission through a time-dependent parabolic barrier where early-arrival is seen. Calculations show that diffraction in time is a non-classical effect and temporary behaviors are gradually suppressed as the friction increases. Furthermore, early-arrival is seen even in the classical regime. This means that early-arrival is not a non-classical phenomenon. This behavior will be explained by means of scaled trajectories which are just Bohmian trajectories in the quantum regime.
    Keywords: dissipation, Caldirola-Kanai equation, quantum-classical transition, scaled wave ‎equation, diffraction in time, early-arrival, scaled trajectories‎
  • Saeid Ansari *, Rohollah Jafari Pages 81-90
    In this paper we study the dynamics of long-range pairing and hopping p-wave superconducting chain after a ‎sudden quench of chemical potential. We have shown that the quantum-classical phase transition occurs ‎when the system is quenched to the critical point and the Loschmidt echo shows perfect periodic oscillations. ‎Moreover we have studied the dynamical phase transition for a quench across the critical point. Our analysis ‎shows that the dynamical phase transition occurs for the cases where the system initially prepared in the ‎massless edge modes. While the system does not show dynamical phase transition when the system is ‎prepared in the massive edge modes, even the quench crossing the critical point‎‎.
    Keywords: p-wave superconductivity, long-range Kitaev chain, Majorana edge modes, dynamical phase transition
  • H Lookzadeh *, M Hossieni Pages 91-98
    One of the successful models in describing the quark phenomenon is the thick center vortex model. In this model, confinement is attributed to the group's non-trivial centers. The non-trivial centers of the gauge group are also the reason of the presence of vortices. Vortices are point-like soliton structures in two dimensions and line like in three dimensions. In this model we need the diagonal generators of the group representations to calculate and plot a quark potential diagram in different representation. It is common to use the tensor method to calculate these diagonal generators, which requires a lot of calculations. In this paper after introducing the thick center vortex model the tensor method is introduced. Then the concept of root and weight diagram in Lie groups is introduced. Using the root and weight diagram an efficient and simple method for calculating the diagonal generators of group representations is presented. The groups studied in this article are SU (2) and SU (3), which can be extended to other groups.
    Keywords: group theory, Lie group generators, quantum chromo dynamics, quark confinement, vortex
  • M Mahdavi *, M H Sahafi Pages 99-109

    In this paper, the thermodynamic, structural properties and vibrational spectrum of thorium dioxide have been studied using the Density Functional Perturbation Theory (DFPT) and Density Functional Theory (DFT) in the framework of first principles calculations. Quantum espresso software, which is an open source computing code, has been used in order to compute the kohn-Sham equations to obtain the minimum total energy of crystal. The vibrational spectrum of the thorium dioxide was examined along various symmetrical directions, and the results showed the dynamical stability of the crystal system. The quasi-harmonic Debye-Einstein model as implemented in GIBBS2 Code was used to calculate the thermodynamic properties of thorium dioxide at high temperatures and pressures. The simulation results showed that the Debye temperature of thorium dioxide decreased with increasing temperature at a constant pressure and increased with increasing pressure at a constant temperature. Increasing the Debye temperature indicated an increase in the crystal stiffness and the average sound velocity. It was observed that the volumetric thermal expansion coefficient and gruneisen parameter decreased exponentially with increasing pressure at a constant temperature, while increased with increasing temperature at a constant pressure, indicating an increase in heat transfer in the crystal lattice

    Keywords: nuclear fuel, Debye-Einstein thermal model, vibrational entropy, volumetric expansion ‎coefficient
  • M Zargar Shoushtari *, N Navazesh Pages 111-119
    In this research, silica aerogel was made by sol-gel method with sodium silicate precursor ‎and drying at ambient temperature. The silica aerogel prepared by this method is ‎superhydrophobic. To make it hydrophilic, the sample was heated at 400 °C for 2 h. The ‎structure of the samples was studied using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, ‎adsorption and desorption of nitrogen gas. To investigate the hydrophilicity and ‎hydrophobicity of the samples, the water droplet contact surface test was performed. The ‎chemical bonds of the prepared samples were studied using Fourier transform infrared ‎spectroscopy. The overall results showed that the size of the particles and the pores increase ‎and become smaller, respectively when the hydrophilicity of the silica aerogel sample ‎changes to the hydrophobic sample. The angle of contact of the water droplet with the ‎surface of the hydrophobic sample is 170°, while reaches to 51° for the hydrophilic sample‎.
    Keywords: silica aerogel, superhydrophobic, ambient pressure, Sol-gel, nanostructure
  • Z Seidalilir *, R Malekfar Pages 121-130
    In this paper highly ordered TiO2 nanotube (TNT) arrays were synthesized using potentiostatic anodization of Ti foil for 12 h at voltage of 60 V and used in polymer gel-state dye senisitized solar cells (DSSCs) . To investigate the morphology and optical properties of the TNTs, scanning electron microscopy (SEM), Raman spectroscopy and X-ray diffraction techniques (XRD) have been used. The average diameter and length of the TNTs were 100 nm and 30 µm, respectively. XRD and Raman measurements indicated the pure anatase phase of TNTs. A polymer poly(methyl metacrylate- co-methacrylic acid) (PMMA-MA) was mixed with a 3-methoxypropionitrile (MPN) based liquid electrolyte to prepare a gel-state polymer electrolyte. The prepared electrolytes containing varied concentrations of PMMA-MA were characterized by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Power conversion efficiency of NT based DSSCs using a polymer gel electrolyte containing PMMA-MA was comparable with that of the corresponding liquid counterpart.
    Keywords: dye sensitized solar cell, polymer-gel electrolyte, TiO2 nanotubes, PMMA-MA ‎ ‎‎
  • Kh Mabhouti *, N Samadzadeh Pages 131-143
    In this paper, the rate equations for a laser diode subject to an optical injection are studied both ‎analytically and numerically. By determining the Hopf and Routh- Hurwitz conditions, the stability ‎boundaries of the laser system have been studied. The stability diagrams have been discussed in terms ‎of detuning and the injection rate for different values of the linewidth enhancement factor.‎‏ ‏Also, we ‎obtain critical relations for the Hopf points that lead to instability in the laser system. It has also ‎shown that obtained relations depend on four parameters: detuning, linewidth enhancement factor, ‎optical injection strength and pumping current‎.
    Keywords: stability analysis, semiconductor laser, Hopf point, Routh-horwitz, frequency detuning, optical ‎injection
  • S M Saberi Fathi *, N Imani Pages 145-159
    Bell's inequality has made the ability to find nonlocality in what happened by a numerical indicator. CP violation is one of the most important phenomena that occur in nature. It represents asymmetry in the matter and anti-matter in the universe. In this paper, we use a thought experiment to obtain a formalism of Bell's inequality of type CHSH for Majorana neutrino. This inequality is sensible to CP violation.
    Keywords: CP violation, Bell's inequality, neutrino-antineutrino oscillations, majorana neutrino
  • N Karshenas *, S Sharifi, H Ghanadan, N Hatefi Kargan Pages 161-169
    In this study the nonlinear optical properties of Eosin-B dye nanoparticles were studied using the ‎scanning-fluorescence spectrophotometer and fluorometer method. The nano water droplet in the ‎oil medium is prepared by a combination of hexane and surfactant water, which is painted inside ‎the drop by Eosin-B. The droplet size was studied on a nonlinear refractive index using a 532 nm ‎laser with a scanning power of 80 mW. The results show that the surface effects on the nano-‎droplets cause the droplets to have a larger nonlinear refractive index. This change was due to a ‎decrease in the accumulation of dyes inside the droplet as well as a decrease in the polarity of the ‎drop solvent relative to the water solvent.
    Keywords: group Eosin-B, nonlinear optics, Z- scan. nonlinear refractive index
  • B Parvin * Pages 171-180
    The mechanism of a four-level atom confined in a single-mode optical cavity with multiphoton transition is theoretically investigated in the steady-state. The behavior of the atom-cavity system is delineated by the master equation which in order to solve this equation, a set of expected values of a series of operators has been used. To numerically solve this set of coupled expectation values, the matrix continued fractions method is used. How the changes of the physical quantities including the atomic population inversion, mean photon number and second-order correlation function have been studied for any transition. Finally, the process of converting the four-level atom to a three-level one under several specific conditions is discussed for each transition.
    Keywords: four-level atom, optical cavity, master equation, matrix continued fractions, lasing ‎‎
  • S Rezaei *, A Rabeie Pages 181-187
    The quantum formulation of a physical system is essentially based on the associated creation and annihilation operators. In this article, we introduce these ladder operators for a movement particle on the circle and 2-dimensional sphere by Berezin’s quantization .This approach is derived from the resolution of the unity condition in coherent states. In other words, the coherent states provide a straight forward quantization scheme from a classical state to corresponding quantum state. In this article, we study the coherent states of these systems from heat kernel function point of view.
    Keywords: coherent states, Berezin’s quantization, creation operator, annihilation operator ‎‎
  • A Afroozeh * Pages 189-196
    - In this paper, a method for generating transverse band (UWB) pulses, the basis of which is a large-scale interferometer with a resonator of small silicone rings capable of changing paired configuration, is reported. Single-cycle, dual-bandwidth signals are generated at the time of the Picosecond pulse, and the small ring amplifier is modulated with square and Gaussian electric pulses, respectively. Microwave photonic systems that work with large optical components suffer from large size, high energy consumption, high cost, and vulnerability to environmental disturbances. Therefore, it is highly desirable to assemble the microwave photonic system on a single chip to make it more compact, cheap, and low-consumption. They have a low spectrum. One of its applications is in short-range wireless telecommunications and high power for wireless transmission of large multimedia data. It can also be used in low speed and power mode for IoT applications such as precision internal positioning. Unlike the WiFi or Bluetooth distance estimation, which is based on signal intensity, the bandwidth signal has a very narrow pulse width, similar to the radar pulse, which enables it to estimate the position using pulse forward time and 10 cm accuracy. With an intensified modulator based on silicon photonics, one can very hopefully generate an adjustable microwave signal on the chip.
    Keywords: ultra-band pulses, intensification, modulation, integrated silicon modulator
  • S Harooni *, M Zahedifar, S Kermani, E Sadeghi Pages 197-204
    Thermal quenching as an important and well-known effect in compounds exhibiting thermoluminescence, should be considered in thermoluminescence studies. Among the models describing the thermoluminescence phenomenon, the mixed order kinetic model provides a more realistic description of this behavior. In this work, the Thermal quenching effect is included in the mixed order kinetic model and the new thermoluminescence glow curve deconvolution function is obtained in terms of the maximum intensity and the maximum intensity temperature. The new equation reduces to the known mixed order model by equating the thermal quenching parameter to zero. Also the kinetic parameters of the peak 5 of LiF: Mg, Ti (TLD-100) thermoluminescence dosimeter considering the new equation (with Thermal quenching effect) and the previous equation (without Thermal quenching effect) for different heating rates are determined and the results are compared.
    Keywords: thermoluminescence, thermal quenching, mixed order model, kinetic parameters, TLD-100
  • H Ranjbar *, B Salimi Pages 205-211
    Measurement and determination of gross alpha and gross beta radioactivity in water are important in all societies and countries of the world because of their adiobiological risks and is part of the goals of standards and public health organizations. Liquid scintillation counting technique is one of the best methods for simultaneously measuring alpha and beta-particle-emitting in water. In this technique, due to the overlap of spectra of alpha and beta, evaluation of the alpha and beta interference and the appropriate PSA value is very important for sample counting rate. The purpose of this work is to measure the activity concentration of gross alpha and beta in bottled water and compare them with the allowable limit and international standards. To achieve the goal of this research, the work was carried out in two phases. In phase 1, the alpha and beta interference and the appropriate PSA are obtained using two standard solutions of americium-241 and strontium-90 with activity of 21 and 40 Bq. In phase 2, The 10 bottled drinking water samples from different brands are analyzed using LSC. The results of the sample counting showed appropriate PSA value of 110 for the measurement of gross alpha and gross beta radioactivity in water. The measurement results showed that the gross alpha and beta activity concentrations were 41-62 mBqL-1 and 57-85 mBqL-1 which are below the allowable limit by comparing the standard limits.
    Keywords: alpha interference, beta interference, PSA value, water radioactivity, LSC‎
  • S H Hendi *, M Momennia Pages 213-218
    Upon semi-analytical and numerical methods, the quasinormal frequencies of dRGT massive black holes under electromagnetic perturbation are calculated and the dynamical stability of these black holes is investigated. The effect of graviton’s mass on the frequencies is investigated and it is shown that the WKB approximation is valid not only for  but also only for low-mass gravitons.
    Keywords: Dynamic stability, Quasinormal modes, massive gravity