فهرست مطالب

مجله پژوهش فیزیک ایران
سال بیست و دوم شماره 4 (زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1402/05/14
  • تعداد عناوین: 25
|
  • عارف یزدانی*، علی توفیقی، جعفر صادقی صفحات 681-688
    در این مقاله ما می خواهیم با استفاده از روش های ترمودینامیک ریزسیاه چاله ها و به طور ویژه قوانین تابش هاوکینگ و تعمیم قانون دوم ترمودینامیک سیاه چاله ها و با استفاده از نظریه ابعاد اضافی، مطالعات و خروجی های آزمایش بزرگ ابر برخورد دهنده هادرونی   (LHC) را برای واکنش های همجوشی هسته ای در مقیاس بسیار کم از لحاظ جرم و همچنین کوچک از لحاظ ابعاد فضا-زمان بررسی کنیم. هدف ما در این کار بررسی این موضوع است: آیا در واکنش های همجوشی هسته ای با توجه به سطح انرژی ترا الکترون ولت و وجود ذرات مورد نیاز و مشابه آزمایش ابر برخورد دهنده هادرونی، می توان یک شبیه سازی را طراحی کرد یا خیر؟ البته تاکید می شود که هدف تنها طرح موضوع شبیه سازی است و نه از نو برپا کردن این آزمایش همراه جزییات آن. همچنین ابتکار عمل ما در تزریق انرژی به مرکز برخورد که به صورت کاملا نظری طرح شده، پایداری ریزسیاه چاله تولیدی را تضمین خواهد کرد. در این مقاله در چارچوب نظریه ابعاد اضافی و با استفاده از تعمیم قانون دوم ترمودینامیک سیاه چاله ها، ما  واکنش همجوشی دوتریوم-دوتریوم را انتخاب می کنیم. ابتدا با توجه به آزادسازی سطح مشخصی از انرژی، مقدار دقیقی از مواد هسته ای مورد استفاده را در نظر می گیریم. همچنین با در نظر گرفتن اتلاف انرژی و نکات مهم دیگر موجود در تولید یک ریزسیاه چاله، برای رسیدن به انرژی آرمانی آزمایش ابر برخورد دهنده هادرونی یعنی انرژی 100 ترا الکترون ولت، سامانه را برای این حالت تنظیم می کنیم. سپس با فرایندهای محاسباتی موجود با واحد قرار دادن تابع پتاسیل زمانی که از اختلال دادن روی آنتروپی کل به دست آمده است، پایداری ریزسیاه چاله حاصل خواهد شد. با این حالت بیان شده، به صورت نظری، پایداری ذره تولید شده که فرض ما یک ریزسیاه چاله است تضمین خواهد شد. این محاسبات با آمارهای دقیق در ابعاد اضافی مختلف و با جزییات، در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است. راکتور همجوشی هسته ای یکی از به روزترین مسایل علمی بشر است و این طرح می تواند پنجره جدیدی در نگاه به گستره کاربردهای این راکتورها نیز باشد.
    کلیدواژگان: ریزسیاه چاله ها، واکنش های همجوشی هسته ای، تابش هاوکینگ، نظریه ابعاد اضافی، ترمودینامیک سیاه چاله ها
  • مهدی قاسمی فرد* صفحات 689-699
    در این مطالعه به منظور کاهش طیف پس زمینه در طیف سنج پهن شدگی دوپلری و استفاده از اطلاعات مربوط به دنباله طیف که عمدتا ناشی از نابودی پوزیترون به وسیله الکترون های مغزی است، چیدمان جدیدی معرفی شده و نتایج حاصل از آن به روش نسبیتی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که پس از وارد شدن پوزیترون به درون نمونه و نابودی آن با الکترون های ظرفیت و مغزی ساختار شبکه، علاوه بر پرتو گامای اصلی، گاماهای ناخواسته ناشی از پدیده کامپتون و نابودی آنها در خارج از نمونه نیز ثبت می شوند. با این روش چیدمانی جدید در طیف سنج پهن شدگی دوپلری، از همپوشانی طیف اصلی با طیف پس زمینه که حاوی اطلاعات نوار انرژی الکترون های مغزی است، جلوگیری می شود. این طیف پس زمینه اضافی و ناخواسته باعث اتلاف وقت و انرژی بسیار در مطالعه ساختار مواد به کمک این طیف سنج می شود. برای رفع این مشکل بعد از بررسی های مفصل به یک طرح چیدمان آزمایشگاهی جدید دست یافتیم که علاوه بر کاهش شمارش گاماهای ناخواسته، مدت زمان ثبت طیف را نیز به طرز قابل توجهی کاهش داده است. نتایج حاصل از این روش طیف سنجی جدید در مقایسه با روش سنتی، نشان دهنده کاهش قابل ملاحظه ثبت گاما های ناخواسته و در نتیجه افزایش قابل ملاحظه در شناسایی 99 درصد گاماهای ناشی از نابودی پوزیترون با الکترون های مغزی است.
    کلیدواژگان: طیف سنج پوزیترونی CDBS، نوار انرژی الکترون های مغزی، پدیده کامپتون، طیف پس زمینه
  • فیصل اطمینان*، سیده فریماه فرساد صفحات 701-709

    پتاسیل ΛΛ نزدیک به جرم فیزیکی کوارک ها که توسط گروه هل. کیو. سی. دی. به تازگی با استفاده از نظریه ی کوانتوم کرومودینامیک بر روی شبکه استخراج شده است، با نتایج تجربی، بیشترین سازگاری را دارد. این پژوهش می کوشد انرژی بستگی و شعاع ماده برای حالت پایه ی هسته ی اگزوتیک هایپرونی (_ΛΛ^6) He را با به کارگرفتن این برهمکنش ΛΛ از طریق حل معادله های جفت شده فدیف محاسبه کند. سه نوع متفاوت و متداول برهمکنش های Λα، پتانسیل نوع آیزل، پتانسیل تک گاوسی و پتانسیل ماادا - اشمیت در این پژوهش امتحان شد. تحلیل های عددی در (_ΛΛ^6) He با بهره گیری از سه مدل برهمکنش ΛΛ و سه مدل برهمکنش پدیده شناختی Λα منجر به مقدار انرژی بستگی حالت پایه بین "7/197" تا "8/408" مگاالکترون ولت و مقدار شعاع ماده در بازه ی "1/731" تا "1/954" فرمی شد. نتایج عددی نشان می دهد نزدیک ترین مقدار به مقدار تجربی انرژی بستگی حالت پایه وقتی رخ می دهد که در آن از پتانسیل ΛΛ ی هل. کیو. سی. دی. در t⁄a=12 و پتانسیل Λα از نوع پدیده شناختی ماادا - اشمیت استفاده شود. همچنین ویژگی های هندسی سیستم (_ΛΛ^6)He مورد بررسی قرار گرفت.

    کلیدواژگان: هسته اگزوتیک هایپرونی (_ ΛΛ^6)He، پتانسیل ΛΛ ی هل. کیو. سی. دی، پتانسیل Λα، سیستم های خوشه ای سه-جسمی
  • مریم علیان نژادی*، زهرا قلی زاده، مهرداد قمی نژاد، فاطمه شریعتمدار طهرانی صفحات 711-722
    مس از جمله فلزاتی است که برای انسان بسیار مضر است و می تواند منجر به سردرد، افسردگی و اختلالات یادگیری در فرد شود که بسیار مهم و حیاتی است. از طرفی این فلز، زیست تجزیه ناپذیر است و مدت زمان طولانی در طبیعت باقی می ماند. نانوذرات اکسید فلزی با جذب سطحی بالا می توانند به عنوان گزینه ای مناسب برای حذف مس از پساب کارخانه ها مورد استفاده قرار گیرند. در این مقاله نانوذرات آلومینا به عنوان نانوذراتی با جذب سطحی بالا پیشنهاد، سنتز و مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین، سنتز بر پایه دو پیش ماده مختلف (آلومینیوم کلرید و آلومینیوم نیترات) انجام شده و تاثیر انتخاب پیش ماده بر ویژگی های ساختاری و نوری نانوذرات آلومینا بررسی می شود. روش سنتز با عصاره میخک با توجه به پتانسیل بالای این عصاره گیاهی برای بررسی انتخاب شده است. بررسی ها نشان می دهد که نانوذرات آلومینا با هر دو پیش ماده تولید می شوند و نانوذرات سنتز شده با هر دو پیش ماده آمورف هستند. اما در هر حال، انتخاب پیش ماده بر روی اندازه نانوذرات و ویژگی های نوری این نانوذرات تاثیر بسزایی دارد. علاوه بر این، بررسی تاثیر انتخاب پیش ماده بر حذف کاتیون های مس در 7/5 = pH نشان می دهد که نانوذرات آلومینا سنتز شده با پیش ماده آلومینیوم نیترات نسبت به نمونه سنتز شده با پیش ماده آلومینیوم کلرید بازده حذف مس بهتری دارند و میزان حذف آلاینده مس 20 پی پی ام با این پیش ماده در زمان 180 دقیقه به 91 درصد می رسد که نشانگر عملکرد عالی نانوذرات سنتز شده در حذف مس است.
    کلیدواژگان: آلومینا، حذف آلاینده فلزی، سنتز سبز، تاثیر پیش ماده
  • اردلان فتاحی زاده، اردشیر رابعی* صفحات 723-730

    ما در این مقاله به تشخیص حالت کوانتومی بین حالت های برهم نهیده همدوس نوری می پردازیم. برای این منظور حد هلستروم را برای کشف ناقص مورد ارزیابی قرار می دهیم. چندین روش برای تشخیص بین حالت های برهم نهیده همدوس نوری را تحت یک مدل واقعی فیزیکی آشکارساز فوتونی مورد مطالعه قرار می دهیم. احتمال های خطای کوانتومی برای دریافت کننده کندی، دریافت کننده دولینار و طرح چرخش یکانی پیشنهاد شده به وسیله ساساکی و هیروتا را برای ضریب آشکارساز غیر واحد تحقیق می کنیم. همچنین راهبرد بازخورد به کار گرفته شده به وسیله دریافت کننده دولینار تا رسیدن به حد هلستروم برای ضریب آشکارساز غیر واحد را مطالعه می کنیم.

    کلیدواژگان: حالت های گربه شرودینگر، حد هلستروم، دریافت کننده کندی، دریافت کننده ساساکی- هیروتا، دریافت کننده دولینار
  • هادی برزویی*، ابراهیم فولادوند، سبحان شریفی آبدار صفحات 731-741
    گرداور (کلکتور) خورشیدی یک ابزار اپتیکی برای تبدیل انرژی تابشی خورشید به انرژی گرمایی است. مشخصه یابی گرداور بخش مهمی از فرایند پیش ساخت است. برینه ای (قطاعی) از یک زیرلایه شلجمی گون از جنس فایبر گلاس تقویت شده به مساحت 0/8 متر مربع با روش قالب گیری ساخته شد. نمایه سه بعدی سطح زیرلایه به روش روبش (اسکن) اپتیکی اندازه گیری شد. در روبش اپتیکی ابری از نقاط سطح قطعه همراه با مختصات سه بعدی نقاط آن داده می شود. با داشتن این مختصات رویه ای شلجمی به فاصله کانونی 3000 میلی متر به ابر نقاط برازش داده شد. زیرلایه ساخته شده از فایبرگلاس با قطعه طراحی شده، 1/2 میلی متر (خطای ریشه میانگین مربعی) عمقی (عمودی) اختلاف داشت. با اندازه گیری انحراف بردار عمود بر سطح رویه نسبت به سطح نامی (طراحی شده) شیب انحراف سطحی رویه ساخته شده اندازه گیری شد. خطای شیب سطح بر حسب انحراف زاویه ای نسبت به سطح نامی مقدار 15/7± میلی رادیان به دست آمد. با کمک داده های سه بعدی روبشی، رخواره شدت نور در کانون با روش مونت کارلو در محیط نرم افزار زیماکس شبیه سازی شد. در ادامه بر روی زیر لایه فایبرگلاس، یک رویه بازتابنده آینه ای چسبانیده شد تا نور خورشید را متمرکز کند. سپس توزیع دمایی در کانون آینه با دوربین گرمانگار اندازه گیری شد. بیشینه دمای 140 درجه سانتی گراد در رخواره دمایی اندازه گیری شده با گرمانگار ثبت شد‏.
    کلیدواژگان: انرژی گرما خورشیدی، متمرکز کننده شلجمی، آینه خورشیدی، خطای سطح، روبش اپتیکی، شبیه سازی اپتیکی، دوربین گرما نگار
  • وحید میرزایی* صفحات 743-752
    در این مقاله پتانسیل های تخت (μ│x/a│N) به صورت عددی به روش شبه طیفی بررسی شده اند. معادله شرودینگر این نوع پتانسیل با استفاده از روش شبه طیفی به یک ویژه سامانه تبدیل شده است. سپس ویژه سامانه با روش انطباق (Matching method) قطری شده است. ویژه مقادیر انرژی به ازای N های مختلف با مقالات مشابه مقایسه شده اند. رفتار حدی این پتانسیل به ازای حالت های N=2 و N→∞ که به ترتیب مربوط به نوسانگر هماهنگ ساده و ذره در جعبه با طول 2a است بررسی شده است. به ازای هر N، یک تابعیت برای ویژه مقادیر انرژی برحسب عدد کوانتومی n پیشنهاد شده است. به کمک برازش داده ها، میزان درستی معادله پیشنهادی بررسی شده است.
    کلیدواژگان: روش شبه طیفی، پتانسیل های تخت، ویژه مقدار انرژی، روش ژاکوبی
  • سحر شجاعی، محمد مردانی*، حسن ربانی صفحات 753-758
    در این مقاله، به مطالعه خواص ترابرد مگنونی یک زنجیره پادفرومغناطیس متصل به دو هادی فرومغناطیس، با استفاده از رهیافت ماتریس انتقال، می پردازیم. زنجیره پادفرومغناطیس را را در یک محیط اتلافی در نظر می گیریم و یک میدان مغناطیسی خارجی بر آن اعمال می کنیم. مدل را با استفاده از روابط تحلیلی مربوط به ماتریس انتقال به گونه ای بهبود داده ایم که محاسبات عددی سرعت زیادی داشته باشد. در ادامه، محاسبات عددی را برای به دست آوردن ضریب عبور و چگالی حالت های مگنونی یک زنجیره پاد فرومغناطیس چند اتمی به عنوان مثال تشریحی، انجام داده و نتایج آن را در حضور میدان مغناطیسی خارجی و نیروهای اتلافی مگنونی به تفصیل ارایه کرده ایم. کنترل پهنای ناحیه تشدیدی و تعداد قله های طیف رسانش مگنونی را با تغییر اندازه میدان اعمالی، طول زنجیره و پارامترهای مغناطیسی سامانه مورد بحث قرار داده ایم.
    کلیدواژگان: ماتریس انتقال، پادفرومغناطیس، ضریب عبور مگنونی
  • مجید هاشمی* صفحات 759-771
    در این مقاله، مدل نظری دو دوتایی هیگز (HDM2) برای مشاهده همزمان سیگنال ذرات هیگز خنثی، مورد بررسی قرار می گیرد. هدف از این کار، معرفی انواعی از این مدل است که منجر به سیگنال قابل مشاهده برای این ذرات، در برخورد دهنده های لپتونی آتی می شوند. سپس برای هر نوع انتخاب شده، فضای پارامتر مدل بررسی شده و ناحیه جرمی ذرات هیگز خنثی که برای یافتن سیگنال آنها مناسب است مشخص می شوند. با معرفی چند مقدار نمونه برای جرم های این ذرات، رویدادهای برخورد الکترون و پوزیترون با انرژی مرکز جرم  GeV 1000 تولید شده و با در نظر گرفتن اثرات یک آشکارساز نمونه، به تجزیه و تحلیل رویدادها و بازسازی جرم ذرات هیگز پرداخته خواهد شد. نمودارهای به دست آمده در این تحقیق از غنی ترین نمودارهای ممکن برای مشاهده سیگنال ذرات هیگز هستند و همزمان اطلاعاتی در مورد جرم ذره Z، ذره هیگز سبک با جرم   GeV 125 و ذرات هیگز خنثای سنگین (H, A) به ما می دهند. در انتها تخمینی از مقدار داده مورد نیاز برای مشاهده سیگنال ذرات هیگز خنثی ارایه خواهد شد.
    کلیدواژگان: ذره هیگز، برخورد دهنده های لپتونی، HDM2
  • سید محمدرضا میرعباسی*، کاظم بی تقصیر فدافن، مجید منعم زاده صفحات 773-782

    در یک ماده تراکم پذیر کوانتومی مد صوتی را با استفاده از هولوگرافی حساب می کنیم. به این منظور ساختاری از شامه های D3 - D7 را در نظر می گیریم که متناظر با این ماده تراکم پذیر باشد. در این سامانه، مد صوتی را مدصوتی صفرم هولوگرافی می نامند. در حضور هندسه زمینه گرانشی گوس - بونت تصحیحات وارد برصوت صفرم را محاسبه کرده و نشان می دهیم که نرخ میرایی کاهش می یابد

    کلیدواژگان: هولوگرافی، شامه ها، سرعت صوت صفرم، گوس- بونت
  • محدثه امانی قدیم، سیده ندا سیادتی*، محسن محمدنژاد، علیرضا امانی قدیم صفحات 783-794
    در این تحقیق، از پلاسما به عنوان یک روش ساده، خیلی سریع با مصرف انرژی پایین و کارامد برای اصلاح نانوذارت اکسید روی به منظور بهبود عملکرد فوتوکاتالیستی آنها استفاده شده است. اکسید روی از جمله فوتوکاتالیست های موثر در از بین بردن آلاینده های رنگزای آلی به شمار می آید. هدف از اصلاح فوتوکاتالیست اکسید روی، کاهش گاف باند و در نتیجه افزایش عملکرد فوتوکاتالیستی آن در محدوده نور مریی است. برای تهیه نانوذرات اکسید روی آلاییده شده با نیتروژن (N doped-ZnO)، نانوذرات اکسید روی در محلول ملامین به عنوان پیش ماده نیتروژن به صورت تعلیق درآمده و سپس تحت تیمار پلاسمای غیر حرارتی فشار اتمسفری قرار گرفتند. غلظت های متفاوتی از محلول ملامین و زمان های مختلفی از پلاسما برای انجام بهینه فرایند آلاییدن نیتروژن به ساختار اکسید روی در نظر گرفته شدند. خصوصیات فوتوکاتالیست اکسید روی خالص و اکسید روی آلاییده شده با نیتروژن توسط تحلیل های XRD، FESEM، EDX، BET، DRS و PL مورد بررسی قرار گرفتند. آزمون فعالیت فوتوکاتالیستی توسط نانوذرات اکسید روی خالص و نمونه های تیمار شده با پلاسما در تخریب فوتوکاتالیستی آلاینده رنگزای متیلن بلو انجام شد. میزان تخریب متیلن بلو توسط اکسید روی خالص، 7/71 درصد به دست آمد. با اعمال پلاسما به مدت 5 دقیقه به نانوذرات اکسید روی با غلظت 500 میلی گرم بر لیتر از محلول ملامین، بازده حذف به 90 درصد افزایش یافت. با توجه به نتایج به دست آمده مشاهده می شود که اعمال پلاسما موفق به انجام فرایند آلاییدن نیتروژن به ساختار اکسید روی و باعث بهبود عملکرد فوتوکاتالیستی آن شده است.
    کلیدواژگان: پلاسمای فشار اتمسفری، تخلیه سد دی الکتریک، فوتوکاتالیست، اکسید روی
  • حمیدرضا قمی*، رضا عماد هیودی، پوریا سیفی صفحات 795-801
    در این مطالعه روشی نوین جهت اندازه گیری سرعت گلوله های پلاسمایی، مبتنی بر دریافت و آشکارسازی سیگنال الکتریکی گلوله ها با استفاده از ‏آرایه ای از آنتن آبشاری در فواره (جت) پلاسمای آرگون با ساختار نوک- حلقه ارایه شده است. در این ساختار الکترود نوک نقش محرک تولید پلاسما و ‏الکترود حلقه نقش کنترل فواره پلاسما را بر عهده دارد. جهت بررسی ومطالعه تغییرات فواره پلاسما الکترود حلقه در فواصل مختلف نسبت به ‏الکترود نوک قرار داده شده و تغییرات ایجاد شده در سرعت گلوله ها اندازه گیری شده است. در آزمایش ها مشاهده شد که اگر دو الکترود از هم ‏‏5/1 سانتی متر فاصله داشته باشند، در فاصله 15 سانتی متری از محل تشکیل پلاسما، سرعت گلوله ها حدودا 140 کیلومتر بر ثانیه خواهد بود. ‏اگر دو الکترود 25/3 سانتی متر از هم فاصله داشته باشند گلوله ها حدودا 120 کیلومتر بر ثانیه سرعت دارند و درصورتی که دو الکترود 5 سانتی متر ‏از هم فاصله داشته باشند، سرعت گلوله ها حدودا 100 کیلومتر بر ثانیه خواهد بود. با بررسی نتایج مشاهده شد که با افزایش فاصله بین دو ‏الکترود، سرعت گلوله های پلاسمایی نیز به طور قابل توجهی کاهش می یابد. همچنین نتایج نشان داد که با فاصله گرفتن از محل تشکیل پلاسما ‏در تیوب فواره، سرعت متوسط گلوله های پلاسمایی افزایش می یابد. به طور مثال در فاصله 21 سانتی متری از آن، سرعت متوسط گلوله های ‏پلاسمایی در هر سه پیکربندی در حدود 120 کیلومتر بر ثانیه خواهد بود. در نهایت با تغییر توان الکتریکی به این نتیجه رسیدیم که با افزایش ‏توان الکتریکی سرعت گلوله ها افزایش می یابد. طبق نتایج به دست آمده با دو برابر شدن توان اعمالی مشاهده شد که در فاصله 15 سانتی متری ‏از محل تشکیل پلاسما سرعت گلوله ها در توان پایین تر حدودا 40 کیلومتر بر ثانیه و در توان بالاتر حدودا 90 کیلومتر بر ثانیه خواهد بود؛ این ‏نتایج در صورتی حاصل شده است که فاصله دو الکترود از هم 25/3 سانتی متر است‏.
    کلیدواژگان: گلوله پلاسمایی، سیگنال الکتریکی، فواره پلاسمای آرگون، سرعت گلوله
  • حسن پهلوانی*، آمنه زمانی صفحات 803-812
    دو مدار الکتریکی غیرخطی شامل دو خازن غیرخطی را که از طریق القاگرهای خطی (القای متقابل) با یکدیگر جفت شده اند، تحت تاثیر میدان های خارجی وابسته به زمان در نظر می گیریم. با تحریک دو مدار الکتریکی غیرخطی آشوبناک (نوسان ساز آشوبناک) توسط یکدیگر به روش عددی نماهای لیاپانوف استخراج شده و هم زمانی دو مدار الکتریکی بدون اتصال مشاهده شد. وابستگی نماهای لیاپانوف به مقدار عددی ضریب جفت شدگی (القای متقابل m)، مطالعه شده  و مقدار بحرانی ضریب القای متقابل مشخص شده است. همچنین تاثیر این ضریب جفت شدگی دو مدار الکتریکی غیرخطی (دو نوسانگر دافینگ) جفت شده بدون اتصال، به منظور مشاهده حالات دینامیکی مختلف بررسی شده است.  نمودارهای تغییرات بار و جریان برحسب زمان به ازای مقدار عددی القای متقابل بحرانی مطالعه شد و هم زمانی دو مدار نشان داده شده است.
    کلیدواژگان: همزمانی، آشوب، خازن غیر خطی، القای متقابل، نماهای لیاپانوف
  • محمد یاراحمدی، امین صالحی*، حسین حاتمی صفحات 813-825

    یکی از جذاب ترین ویژگی های کیهان شناسی، مطالعه ساختارهای بزرگ است که می تواند خواص ذرات با کوچک ترین مقطع شناخته شده را آشکار کند نوترینوها . در اصل، در کیهان اولیه پس از فوتون ها، نوترینوها نقش موثری در تشکیل ساختارها ایفا می کنند. تعداد زیاد نوترینوها همراه با جرم غیرصفرشان، منجر به چگالی انرژی امروزی حداقل 25 برابر بزرگ تر از CMB می شود. این چگالی بالای ذرات جریان آزاد منجر به تغییراتی در ساختار مقیاس بزرگ (LSS) می شود که می تواند در بررسی های کهکشانی بزرگ یا اندازه گیری های جریان تاریک ثبت شود. هدف از این مقاله بررسی اثرات نوترینوهای جرم دار بر جهت جریان توده و دیگر پارامترهای کیهانی با استفاده از مدل کویینتسنس است. همچنین در این مقاله با استفاده از جفت شدگی نوترینوها و میدان  نرده ای  کویینتسنس (Quintessence)، جرم نوترینوها را تخمین می زنیم. داده های مورد استفاده در این مقاله، کاتالوگ پنتون ، مجموع 1048 ابرنواختر نوع Ia است. جهت جریان توده ای در مقیاس های کوچک تر از 0/1 اختلاف کمی دارند و هرچه مقیاس های بالاتر از جهان محلی را در نظر می گیریم اختلاف بیشتری در جهت جریان توده ای مشاهده می شود. در این مقاله نتایج به دو روش X2 و زنجیره مارکوف مونت کارلو (MCMC) محاسبه شده و در نهایت مقایسه ای بین نتایج این دو روش انجام شده است

    کلیدواژگان: ناهمسانگردی، نوترینوی جرم دار، انرژی تاریک
  • سید یاسر ایازی*، احمد محمدنژاد صفحات 827-835
    با در نظر گرفتن پس زنی الکترونی در آزمایش XENON1T که اخیرا مشاهده شده است، ما پدیده شناسی ماده تاریک برداری را در تعمیم های لپتوفیلیک مدل استاندارد بررسی می کنیم، در حالی که نقش میدان های واسطه را میدان های جدید نرده ای، برداری و اسپینوری بازی می کنند. فضای پارامتری مناسبی اختیار می شود تا امکان ماده تاریک برداری سبک با جرم 2/3 کیلو الکترون-ولت و منطبق با چگالی باقیمانده ماده تاریک را به دست آوریم. همچنین اثر قیدهای ناشی از گشتاور مغناطیسی ناهنجار میون، سنتز نوکلیونی باریون ها و آزمایش های آشکارسازی غیرمستقیم را بر روی فضای پارامتری مدل ها مطالعه می کنیم.
    کلیدواژگان: ماده تاریک، آزمایش XENON1T، ماده تاریک برداری
  • پیام مهدی پور کلدیانی* صفحات 837-851
    مقادیر انرژی جنبشی کل (TKE) پاره های شکافت برای شکافت برخی اکتنیدهای سنگین با کمک مدل نقطه جدایی بررسی و محاسبه شده اند. در ابتدا با تطابق مقادیر تجربی و نظری انرژی جنبشی کل پاره های شکافت، مقادیر پارامتر تغییر شکل (β) پاره های شکافت واکنش ها به دست آمده اند. سپس به بررسی تغییرات پارامتر تغییر شکل پاره های شکافت و همچنین رفتار و شکل تغییرات انرژی جنبشی کل اکتنیدهای سنگین پرداخته شده است. این بررسی نشان می دهد که مقادیر میانگین انرژی جنبشی کل برای اکتنیدهای سنگین تر از کالیفرنیوم با مدل یوسانگ بهتر از مدل یونیک قابل پیش بینی هستند. همچنین می توان مقدار ‏TKE‏ را  با جمع انرژی کولنی و هسته ای پاره های شکافت برای اکتنید های سبک تقریب زد. البته این تقریب برای اکتنید های خیلی سنگین مانند فرمیوم صادق نیست؛ به این دلیل که ‏مقدار انرژی جنبشی قبل از نقطه جدایی این اکتنیدها با مقدار انرژی هسته ای آنها اختلاف ‏زیادی دارد. در انتها مقادیر انرژی جنبشی کل پاره های شکافت برای شکافت خودبه خودی  ‏‎242Am، ‏‎244Am، ‏‎244Cm، ‏‎246Cm، ‏‎248Cm،‎250Cf ‎‏ و ‏‎254Cf‏ با کمک مدل ارایه شده محاسبه ‏شده اند.‏
    کلیدواژگان: انرژی جنبشی کل، مدل نقطه جدایی، شکافت نوترونی و خود به خودی، توزیع انرژی پاره های شکافت، اکتنید های سنگین
  • هادی نوری*، ماریا شعبانی پور، سیاوش شهریار بهرامی پور صفحات 853-860
    در این مطالعه تغییرات ازن محلول در آب وایونیده با استفاده از روش اندازه گیری آنی مورد بررسی قرار گرفت. گاز ازن توسط یک راکتور هم محورتخلیه سد دی الکتریک دست ساز تولید شد و از طریق یک پخشگر به پایین ستونی از آب تزریق شد. مقادیر غلظت ازن براساس طیف جذب UV به دست آمده از طریق دو پنجره کوارتز نصب شده در داخل ظرف نگهدارنده آب اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که ازن محلول در 3 دقیقه اول به سرعت افزایش می یابد و سپس غلظت به مقدار تقریبا ثابتی می رسد که آن مقدار ثابت به دمای آب و غلظت ازن استفاده شده در فاز گاز بستگی دارد. بیشترین غلظت ازن محلول در حدود ppm 3/5 در کمترین دما (2 درجه سانتیگراد) زمانی به دست آمد که گاز ورودی حاوی ppm 2500 ازن بود. اندازه گیری ها همچنین پس از خاموش کردن پخشگر ادامه یافت و کاهش ازن محلول پایش شد. ازن محلول تقریبا به طور نمایی با زمان کاهش یافت و شیب این کاهش، وابستگی معنی داری به دمای آب و زمان در معرض ازن قرارگرفتن آب نداشت.
    کلیدواژگان: حلالیت ازن، تخلیه سد دی الکتریک هم محور، آب وایونیده، پخشگر انتقال جرم
  • زهرا صادقچه، احسان ابراهیمی بسابی*، محمد صالحی، مهیار شیرشکن، فرشاد قاسمی صفحات 861-869
    امروزه به دلیل افزایش روز افزون کاربرد شتاب دهنده های ذرات در حوزه های مختلف، ساخت شتاب دهنده ها توسعه یافته است. در این شتاب دهنده ها، ابزارهای اندازه گیری که کمیت های مهم و پرکاربرد را اندازه گیری می کنند، اهمیت زیادی دارند. به واسطه نقش ولتاژ الکتریکی در شتاب دهی ذرات، اندازه گیری دقیق ولتاژ الکتریکی هر لحظه در شتاب دهنده ها ضروری است. در این پژوهش، طراحی، ساخت و آزمون یک ابزار سنجش غیرمخرب ولتاژ الکتریکی به نام جنریتینگ ولتمتر یا به اختصار (GVM)  انجام شده است. این ابزار از اصل تغییرات ظرفیت خازنی برای اندازه گیری ولتاژ استفاده می کند. همچنین اثر پارامترهای مختلف نظیر تعداد پره های روتور، ضخامت و قطر استاتور بر عملکرد این ابزار بررسی شده و در نهایت یک GVM مطلوب برای استفاده در شتاب دهنده الکترواستاتیکی داینامیترون در پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای انتخاب شده است.
    کلیدواژگان: شتاب دهنده داینامیترون، ولتاژ بالا، جنریتینگ ولتمتر، CST STUDIO SUITE 2015
  • سمیرا نظیف کار*، ایمان سرگلزهی صفحات 871-878

    سامانه S، در حال برهم کنش با محیط E، و همچنین زیرفضای کمکی R را در نظر بگیرید. تحول کاهش یافته سامانه را می توان به صورت نگاشتی کاملا مثبت بیان کرد، اگر مجموعه حالات اولیه سامانه-محیط  {ρSE}=S را بتوان به صورت یک مجموعه هدایت شده از یک حالت مارکوف سه جزیی ƮRSEبیان کرد. ما در این مقاله ρSE های هدایت شده از یک حالت مارکوف  ƮRSEرا حالات مارکوفی می نامیم و در قالب یک مثال فیزیکی نشان می دهیم که تحول کاهش یافته سامانه، حتی برای حالات اولیه سامانه-محیط  ρSEنامارکوفی هم، ممکن است به صورت کاملا مثبت قابل بیان باشد.

    کلیدواژگان: سامانه کوانتومی باز، نگاشت کاملا مثبت، حالت مارکوف
  • اسحاق خداپرست، محمد قاسم نژند، فرح مرصوصی* صفحات 879-897

    در این پژوهش برهمکنش بازهای دی ان ای با نانوحلقه های آرمچیر (Armchair) و زیگزاگ (Zigzag) بررسی شدند. مطالعات بر پایه نظریه تابعی چگالی براساس تابعی هیبریدی B3LYP است. برای بالا بردن دقت مطالعه از تصحیح انرژی واندروالسی ناشی از برهمکنش دوقطبی استفاده شده است. انتقال بار الکتریکی خالص بین پایه های دی ان ای با نانوحلقه مشاهده نشد. این موضوع نشان از جذب فیزیکی بین نانوحلقه و پایه های دی ان ای است. مقدار برهمکنش بین نانوحلقه کربنی آرمچیر (9/9) و نانوحلقه زیگزاگ (15/0) به ترتیب به صورت گوانین > آدنین > سیتوزین > تیمین و آدنین ≈ گوانین > سیتوزین > تیمین است. بنابراین احتمالا نانوحلقه آرمچیر (9/9) توانایی توالی یابی مولکول دی ان ای را دارد.

    کلیدواژگان: توالی یابی دی ان ای، نانوحلقه کربنی، نظریه تابعی چگالی، انرژی اتصال، تصحیح واندروالسی
  • زهرا آهنگری* صفحات 899-909
    در این مقاله، مشخصه های الکتریکی ترانزیستور دو دروازه ای با منبع و درین فلزی و ماده کانال InAs در ابعاد نانو به روش تابع گرین غیر تعادلی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. از آنجا که کاهش ضخامت کانال موجب تغییر سطح انرژی زیر نوارها و در نتیجه افزایش شکاف انرژی می شود، هامیلتونی دو بعدی افزاره محاسبه و به کمک آن ساختار نواری افزاره با دقت یک لایه اتمی به روش تنگ بست با پایه sp3d5s*  به دست آمده است. سپس به ازای ضخامت های مختلف، کانال جرم موثر حامل ها از ساختار نواری مربوطه در سه جهت محاسبه شده است. براساس نتایج به دست آمده، با کاهش ضخامت کانال جرم موثر نسبت به حالت توده ای افزایش می یابد. در ادامه، جریان افزاره به کمک تابع گرین غیر تعادلی محاسبه شده است. همچنین به کمک تحلیل آماری، حساسیت پارامترهای مهم الکتریکی نسبت به متغیرهای مهم ساختاری و فیزیکی به دست آمده است. با کاهش ضخامت کانال و افزایش ارتفاع موثر سد شاتکی در ولتاژ درین کوچک و دمای پایین، یک سد پتانسیل در داخل کانال و در امتداد مسیر حرکت حامل ها از سورس به درین برقرار می شود، که این امر موجب تونل زنی تشدید و ایجاد ناحیه مقاومت منفی در مشخصه الکتریکی افزاره می شود. اثر متغیرهای مهم بر تونل زنی تشدید در این افزاره به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: ترانزیستور با سورس و درین فلزی، اتصال شاتکی، روش تنگ بست، تونل زنی تشدید، تابع گرین غیر تعادلی
  • روح الله علی آبادی* صفحات 911-920

    در این مقاله، انتقال فاز حالت همسانگرد (منظور از حالت همسانگرد، فازی است که تعداد ذرات در جهت x و y با هم برابرند) به نماتیک استوانه های سخت محدود شده بین دو دیواره سخت ، برای حالتی که فاصله بین دیواره ها کمتر از طول ذرات است، با استفاده از نظریه های انزاگر و پارسونز-لی و به کاربردن تقریب زوانزیگ مطالعه شد. نتایج به دست آمده تفاوت در پیش بینی انتقال فاز همسانگرد-نماتیک سامانه های مورد مطالعه توسط این دو نظریه را نشان می دهند. نتایج نظریه انزاگر با مطالعات قبلی مطابقت دارند، اما نظریه پارسونز-لی رفتار کاملا متفاوتی را پیش بینی می کند. در مقایسه با نتایج مقالات دیگر، نتایج ما در چگالی های بالاتری رخ می دهد که به دلیل استفاده از تقریب زوانزیگ است. از آنجایی که مدل انزاگر برای ذرات بسیار کشیده دقیق است، انتظار می رود که این دو نظریه پاسخ دقیق تر و مشابه تری را برای استوانه های بلندتر ارایه دهند که در مطالعه انجام شده چنین حالتی دیده شد. بنابراین نظریه انزاگر در موارد تحت مطالعه نتایج مناسب تری ارایه می دهد. لازم به ذکر است که آنچه می تواند قضاوت دقیق تری در مورد این نتایج بدهد، شبیه سازی یک سامانه مشابه از استوانه های محدود در فضایی شبه دو بعدی است. با توجه به بررسی مقالات، نظریه پارسونز-لی نتایج بسیار خوبی برای سامانه های سه بعدی، جایی که دست کم دو لایه از ذرات می توانند در منافذ تشکیل شوند، ارایه کرده است، با این حال، برای تک لایه استوانه های سخت محدود نتایج درستی پیش بینی نمی کند. بنابراین برای چنین سامانه هایی لازم است ضریب پارسونز-لی برای ارایه نتایج قابل اعتماد اصلاح شود. در گذشته این ضریب برای سامانه های سه بعدی محاسبه شده است که در آنها شکل هندسی ذرات به کره هایی با همان حجم نگاشت می شود. از آنجایی که تصویر یک استوانه در دو بعد یک مستطیل است و مستطیل های سخت باید به قرص های سخت نگاشت شوند، لازم است این ضریب و معادله کارناهان-استارلینگ برای قرص ها در سامانه های دو بعدی و شبه دو بعدی محاسبه شوند.

    کلیدواژگان: سامانه کوانتومی باز، نگاشت کاملا مثبت، حالت مارکوف
  • زهرا اسدی، محمدمهدی شفیع*، مرتضی فرهید، معصومه کیانتاژ، محمدرضا مراد صفحات 921-932

    در این مقاله با استفاده از روش ذره در سلول (PIC) رفتار ذرات پلاسما در داخل محفظه رانشگر اثر هال شبیه سازی شده و بر حسب نتایج آن، پارامترهای موثر بر تحرک پذیری الکترون ها و انتقال غیر عادی آنها استخراج شده است. رانشگرهای اثر هال، یکی از انواع سامانه های پیشران الکتریکی است که در سفرهای فضایی، جهت رانش ماهواره ها و فضاپیماها کاربرد دارند. این نوع رانشگرها از میدان مغناطیسی و الکتریکی عمود بر هم، برای محصور کردن الکترون ها برای ایجاد نیروی پیشران استفاده می کنند. حضور میدان مغناطیسی عمود بر میدان الکتریکی باعث سوق الکترون ها در جهت سمتی می شود. در حالت آرمانی انتظار می رود الکترون ها یک حرکت سمتی (حول محور رانشگر) داشته باشند و الکترون ها در دهنه رانشگر کاملا محصور می شود. اما در تجربه مشاهده می شود که الکترون ها در سایر راستاها نیز حرکت می کنند، که انتقال غیرعادی الکترون نامیده می شوند. این رفتار باعث می شود که الکترون ها به طور کامل در دهنه محصور نشوند و در نتیجه اتلاف و کاهش بازده و همچنین خوردگی دیواره مشاهده می شود. دو ساز و کار عمده برای ایجاد این جریان الکترونی پیشنهاد شده است که اولی مربوط به اندرکنش الکترون با دیواره و دومی مربوط به نوسانات پلاسما از جمله ناپایداری سوقE×B  است. رانشگر باید طوری طراحی شود تا شرایط بهینه برای کنترل این رفتارها فراهم شود. برای این کار، با استفاده از شبیه سازی ها نشان داده شده است که مقادیر بهینه برای محصور کردن الکترون ها، با میدان مغناطیسی بین 250 تا 300 گوس، ولتاژ مناسب برای شتاب دادن الکترون بیشتر از 300 ولت، چگالی بهینه پلاسما و گاز خنثی به ترتیب cm-3 1011×2 و cm-3 1014×1 است.

    کلیدواژگان: رانشگر اثر هال، انتقال غیرعادی الکترون، شبیه سازیPIC، ناپایداری سوق E×B
  • رضا پورایمانی*، سید محسن مرتضوی شاهرودی، روشنک قربانی صفحات 933-948

    در این پژوهش، فعالیت ویژه عناصر پرتوزای طبیعی و مصنوعی برای 50 نمونه رسوبی جمع آوری شده از سرتاسر تالاب میانکاله در شمال ایران در ضلع جنوب شرقی دریای خزر با استفاده از آشکارساز فوق خالص ژرمانیومی اندازه گیری شد. همچنین کمیت های پرتوشناختی و شاخص های خطر ناشی از تابش های گامای محیطی ناشی از این ویژه هسته ها محاسبه و نقشه توزیع فعالیت معادل رادیوم و دز جذبی برای سرتاسر تالاب میانکاله با استفاده از نرم افزار GIS ترسیم شد. میانگین فعالیت ویژه Ra226 ، Th232، K40 و Cs137 به ترتیب8/17±312/37، 1/46±21/19، 1/65±16/06  و 270±4/81 بکرل بر کیلوگرم به دست آمد که برای ویژه هسته های پرتوزای طبیعی کمتر از مقدار میانگین جهانی است. بالاترین غلظت برای Ra226 مربوط به رسوبات مصب رود گلوگاه است. نتایج نشان دهنده رسوب گذاری سریع Th232 بلافاصله پس از ورود به تالاب است. بیشترین غلظت K40 و Cs137 به ترتیب در ناحیه دهانه رود گز و بخش آرام در ناحیه مرکزی تالاب مشاهده شد. میانگین فعالیت معادل رادیوم و دز جذبی به ترتیب 4/37±70/42 بکرل بر کیلوگرم و 1/94±32/73 نانوگری بر ساعت محاسبه شد که کمتر از مقدار میانگین جهانی است. نقشه توزیع فعالیت معادل رادیوم و دز جذبی میزان بالای این دو کمیت در رسوبات نواحی جنوبی و شرقی تالاب را نشان می دهد که دلیل آن ورود ویژه هسته های پرتوزا توسط جریان آب رودهای حوزه این تالاب است. به طور کلی میزان پرتوزایی کلی بر حسب معادل رادیوم در تالاب در نزدیکی دهانه رودخانه های با آبدهی بالاتر بیشتر است. مقدار میانگین برای کمیت های AEDEout، ELCR، AGDE، Iγ و Hex در تالاب میانکاله کمتر از مقدار مجاز آن است و به طور کلی نتایج این پژوهش نشان می دهد که میزان پرتوزایی ناشی از ویژه هسته های پرتوزای موجود در تالاب میانکاله،  خطرات پرتوشناختی را برای سلامتی ساکنین این منطقه ایجاد نمی کند.

    کلیدواژگان: تالاب بین المللی میانکاله، تابش محیطی، الگوی توزیع دز جذبی، نقشه پرتوشناختی
  • مهدی اصلانی، مهدی عبدی* صفحات 949-956
    پس از تولد مکانیک کوانتومی، یکی از اهداف فیزیکدانان و پژوهشگران همواره پیشنهاد طرح ها و چیدمان هایی جهت تولید حالت های برهم نهیده درشت مقیاس بوده است؛ حالت هایی که نه تنها در گسترش فناوری های کوانتومی کاربرد دارند، بلکه می توان از آنها برای پاسخ به پرسش های بنیادین فیزیک نیز استفاده کرد. در این مقاله با به کارگیری یک چیدمان پیشنهاد شده برای تولید حالت های برهم نهیده درشت مقیاس و به کمک فرایندی بی دررو، با استفاده از شبیه سازی های عددی نشان می دهیم که می توان سامانه ای درشت مقیاس را در حالت پایه یک پتانسیل دوچاهه آماده سازی کرد. چنین حالتی یک حالت برهم نهیده از دو حالت فضایی خمیدگی به چپ و راست است. با انتخاب یک پایه مناسب برای حل معادله مادر و درنظر گرفتن اتلاف و نوفه ناشی از اندرکنش سامانه با محیط پیرامونش نشان داده ایم اگر مدت زمان فرایند بی دررو به اندازه کافی زیاد باشد حالت به دست آمده یک حالت غیرکلاسیکی گربه است که هماندهی آن به ازای شرایط مختلف بالا خواهد بود.
    کلیدواژگان: جسم درشت مقیاس، حالت برهم نهیده، حالت گربه، اپتومکانیک، فرایند بی دررو، پتانسیل دوچاهه
|
  • Aref Yazdani *, Ali Tofighi, Jafar Sadeghi Pages 681-688
    We study a model for production of stable micro black holes based on investigation of the thermodynamics of micro black holes and the LHC test. That showed how this production can be obtained by a thermodynamic process of stability. The general second law of black hole thermodynamics plays an important role here and, through Hawking radiation and fusion reactions entropy formulas a valid total entropic is obtained. Therefore, we reach an energy of stability by quantum perturbation expansion over this total entropic formula that is illustrated in detail in this paper. Based on this study, the producing of stable particles (in terms of our investigation, micro-black holes) at the LHC might yielded an interesting result that it is worth a try, which could have different results.
    Keywords: fusion nuclear reactions, LHC experiment, high energy physics
  • Mahdi Ghasemifard * Pages 689-699
    In this study, in order to reduce the background spectrum in Doppler broadening spectroscopy and, to use information about the tail of spectrum, which is mainly due to the annihilation of positrons by core electrons, a new setup was introduced and the results has been analyzed by the relativity formula. The results show that after the positron enters the sample and is annihilated by the valance and core electrons of the  lattice structure, in addition to the two main gamma rays, unwanted gammas caused by the Compton phenomenon and their annihilation outside the sample. In a Doppler broadening spectroscopy, the electrons' energy band information disappears from the researchers' view due to the overlap of the main spectrum with the background spectrum. This extra and unwanted background spectrum wastes a lot of time and energy in studying the structure of materials with the help of this spectrometer. To solve this problem, our research team has developed a new laboratory layout plan after detailed studies, which in addition to reducing the count of unwanted gammas, has also significantly reduced the recording time of the spectrum. The results of this new spectroscopic method compared to the traditional method show a significant reduction in the recording of unwanted gammas and, as a result, a significant increase in the detection of 99% of gammas due to the annihilation of positrons by core electrons.
    Keywords: CDBS positron spectrometer, energy band of electron’s core, Compton phenomenon, background spectrum
  • Faisal Etminan *, Seyyede Farimah Farsad Pages 701-709

    Recently, the ΛΛ potential at nearly physical quark masses has been calculated in the lattice QCD simulations by the HAL QCD Collaboration which are the most consistent potential with the experimental data. In this study making use of this ΛΛ interaction the binding energy and the radius matter for the ground state of hypernucleus (_ΛΛ^6)He is calculated via solving the coupled Faddeev equations. Here, for the Λα interaction; three different and common types of interactions, the Isle-type potential, the single Gaussian potential and the Maeda-Schmidt potential are examined. Numerical analyzes for (_ΛΛ^6)He using three ΛΛ interaction models and three models of phenomenological Λα interaction lead to the values of ground state energy between 7.197 and 8.408 MeV, and the value of the radius of matter in the range of 1.731 to 1.954 fm. Numerical results show that the minimum value of ground state binding energy, which is closest to the experimental value, occurs when one uses the HAL QCD ΛΛ potential at lattice time t⁄a=12 and the MS phenomenological type Λα potential. Also, the geometrical properties of (_ΛΛ^6)He system are investigated.

    Keywords: (, ΛΛ^6)He hypernuclei, HAL QCD ΛΛ potential, Λα potential, three-body cluster systems
  • Maryam Aliannezhadi *, Zahra Gholizadeh, Mehrdad Ghominejad, Fatemeh Shariatmadar Tehrani Pages 711-722
    Copper is one of the very harmful metals for human’s life, may lead to headaches, depression and learning disabilities, which is a very vital issue. Moreover, this metal is not biodegradable and remains in nature for a long time. Metal oxide nanoparticles with high surface adsorption can be used as a suitable option for copper removal from factory effluents. In this paper, aluminum oxide nanoparticles are proposed, synthesized and investigated as nanoparticles with high adsorption. Also, the synthesis is based on two different precursors (aluminum chloride and aluminum nitrate) and the effect of precursor is investigated on the structural and optical properties of alumina nanoparticles. Studies show that alumina nanoparticles are formed with both precursors, and they are amorphous. However, the choice of precursor has a significant effect on the size of the nanoparticles and the optical properties of these alumina nanoparticles. In addition, the study of the effect of precursor selection on the copper cation removal at pH = 5.7 shows that alumina nanoparticles synthesized with aluminum nitrate have better copper removal efficiency than the sample synthesized with aluminum chloride precursor and the removal of copper contaminants (20 ppm) with this alumina nanoparticles reaches 91% in 180 minutes, which indicates the excellent performance of synthesized nanoparticles in copper removal.
    Keywords: Alumina, removal of metal contaminants, green synthesis, effect of precursor
  • Ardalan Fatahizadeh, A. Rabeie * Pages 723-730

    Quantum state discrimination between optical coherent superposition states is considered. The Helstrom bound for imperfect detection is evaluated. Under a physically realistic model of photodetection, we study several techniques for discriminating between optical coherent superposition states. We investigate quantum error probabilities for the Kennedy receiver, the Dolinar receiver and the unitary rotation scheme proposed by Sasaki and Hirota for sub-unity detector efficiency. Also, we study the feedback strategy employed by the Dolinar receiver to achieve the Helstrom bound for sub-unity detection efficiency.

    Keywords: Schrödinger cat states, Helstrom bound, Kennedy receiver, Sasaki-Hirota receiver, Dolinar receiver
  • Hadi Borzouei *, Ebrahim Fooladvand, Sobhan Sharifi Abdar Pages 731-741
    Solar collectors are necessary optical devices for converting solar irradiation into heat. Their optical characteristics are necessary prior to construction. The construction error and the slope error of the surface mirror facet of a parabolic solar collector have been measured by the optical scanning method. The material of the mirror layer is reinforced fiberglass, which is designed and made by molding method and its approximate area is 0.8 square meters. In the optical scanning method, a structured light mechanism and off-axis imaging are used. In addition to the location of each point, the depth of that point is measured and a cloud is obtained from the surface points of the part. By fitting a parabolic procedure with a focal length of 3,000 millimeters (specified in the design file of the part), the vertical deviation of the measuring points (actual) on the part with the design file points (nominal) was determined. The Root Mean Square geometric difference from point to point of the constructed part compared to the designed part was approximately 1.2 mm. The effect of surface slope error was calculated in terms of the normal vector angular deviation of each point from the ideal surface and the amount of ±15.7 mrad angular deviations was calculated for this procedure. The cloud of points measured by the optical scan was inserted into the Zemax software environment and the focal intensity pattern obtained from this fiberglass procedure was simulated by the Monte Carlo method. Next, a thin layer of the mirror was stuck on the substrate. The temperature profile of the concentrated light on the focal area was measured on an iron plate receiver with a thermal camera and the maximum surface temperature of 140 ° C was recorded.
    Keywords: concentrated solar energy (CSE), solar parabolic dish, optical scan, surface error, optical simulation, thermograph camera
  • Vahid Mirzaei * Pages 743-752
    In this paper, flat potentials (μ│x / a│N) are numerically investigated by pseudo-spectral method. The Schrodinger equation of this type of potential has become an eigen system using the pseudo-spectral method. The eigen system is then diagonalized by the Jacobi method. Energy eigen values for different Ns have been compared with similar articles. The limit behavior of this potential for the states N = 2 and N → ∞ is related to the harmonic oscillator and the particle in the box with length 2a, respectively. For each N, a function is proposed for energy eigen values in terms of the quantum number n. By using of data fitting, the correctness of the proposed equation is checked.
    Keywords: pseudo-spectral method, flat potentials, energy eigen values, Jacobi method
  • Sahar Shojaei, Mohammad Mardaani *, Hassan Rabani Pages 753-758
    In this paper, we study the magnonic transport properties of an antiferromagnetic chain that is connected to two semi-infinite ferromagnetic leads by using the transfer matrix approach. The antiferromagnetic chain is assumed to be located in a magnonic dissipative environment when an external magnetic field is applied to it. We improved the model in a way that the numerical calculations are rapidly done. In the following, we perform the numerical calculations to obtain the magnonic transmission coefficient and density of states of a multi-atomic antiferromagnetic chain as an illustrative example and we present its results in detail, in the presence of magnetic field and magnonic dissipative forces. Controlling of the resonance region width and the number of peaks in magnonic conductance spectra by variation of the magnetic field amount, the length of the chain, and the magnetic parameters of the system are discussed.
    Keywords: transfer matrix, antiferromagnetic, magnonic transmission coefficient
  • Majid Hashemi * Pages 759-771
    In this paper, the two Higgs doublet model (2HDM) is investigated for simultaneous observation of the signals of the neutral Higgs particles. The goal of this work is to introduce model types which result in observable signals for these particles at future lepton colliders. Then for every selected type, the parameter space of the model is investigated and the mass regions of the neutral Higgs bosons which are suitable for finding their signals are identified. Introducing several example values for the masses of these particles, events of electron-positron collisions with center of mass energy of 1000 GeV are generated, and taking into account the effects of a typical detector, they are analyzed and the Higgs particles masses are reconstructed. Plots obtained in this analysis are one of the richest possible plots for the Higgs particles signals and provide information about the Z particle mass, the light Higgs particle with the mass of 125 GeV and heavy neutral Higgs particles (H, A) at the same time. Finally, estimations about the needed amount of data for the observation of the signal of the neutral Higgs particles are provided.
    Keywords: Higgs particle, lepton colliders, 2HDM
  • Seyed MohammadReza Mirabbasi *, Kazem Bitaghsir Fadafan, Majid Monem Zadeh Pages 773-782

    In a holographic compressible quantum matter, we calculate the sound mode using holography. For this purpose, we consider a structure of D3-D7 branes that corresponds to this holographic compressible quantum matter. In this system, the sound mode is called the zero sound mode. In Gauss-Bonnet gravitational field geometry, we calculate the corrections entered at zero sound and show that the attenuation rate decreases.

    Keywords: AdS, CFT correspondence, Holography, branes, zero sound, Gauss, Bonnet
  • Mohadeseh Amani Ghadim, Seyedehneda Siadati *, Mohsen Mohammadnejad, Alireza Amani Ghadim Pages 783-794
    In this work, plasma has been used as a simple, very fast, low energy and efficient method for modification of the zinc oxide nanopowder to improve its photocatalytic activity. Zinc oxide is one of the effective photocatalysts in degradation of the organic contaminants, e.g. dyes. The purpose of the zinc oxide photocatalyst modification is to reduce the band gap and thus to increase its photocatalytic activity in the visible light range. To achieve nitrogen-doped zinc oxide nanoparticles (N-Doped ZnO), the zinc oxide nanopowder was suspended in melamine solution, as nitrogen precursor, and then treated with a non-thermal atmospheric pressure plasma. Different concentrations of melamine and different times of plasma exposure were considered for optimizing the nitrogen-doped zinc oxide structure. The photocatalyst properties of the pure zinc oxide and optimized nitrogen-doped zinc oxide samples were investigated by XRD, FESEM, EDX, BET, DRS and PL analyses. The photocatalytic activity of the pure zinc oxide nanopowder and plasma-treated samples were performed in the photocatalytic degradation of methylene blue dye contaminant. The degradation efficiency of methylene blue by the pure zinc oxide was 71.7%. By applying plasma to the zinc oxide nanopowder for 5 minutes with a concentration of 500 mg/L of melamine solution, the degradation efficiency was enhanced to 90%. According to the results, it can be seen that the plasma treatment has succeeded in the nitrogen doping process to the zinc oxide structure and improved its photocatalytic activity.
    Keywords: atmospheric pressure plasma, dielectric barrier discharge, Photocatalyst, zinc oxide
  • Hamidreza Ghomi *, Reza Emad Heyvedi, Pourya Seyfi Pages 795-801
    In this study, a new method for measuring the velocity of plasma bullets, based on receiving and detecting the electrical signal of the bullets using an array of cascading antennas in an argon plasma jet with a tip-ring structure is presented. In this structure, the tip electrode plays the role of igniter of plasma generation and the ring electrode plays the role of controlling the plasma jet. To study the variations in the plasma jet, the ring electrode was located at different distances from the tip electrode and the variations in the velocity of the bullets were measured. The experiments showed that if the two electrodes were 1.5 cm apart, at a distance of 15 cm from the plasma formation site, the velocity of the bullets would be about 140 km/s. If the two electrodes are 3.25 cm apart, the bullets will have a speed of about 120 km/s, and if the two electrodes are 5 cm apart, the bullets will have a speed of about 100 km/s. Examination of the results showed that by increasing the distance between the two electrodes, the velocity of plasma bullets also decreases significantly. The results also showed that by moving away from the plasma formation site in the jet tube, the average velocity of plasma bullets increases. For example, at a distance of 21 cm from it, the average speed of plasma bullets in all three configurations will be about 120 km/s. Finally, by varying the electrical power, we concluded that as the electrical power increases, the speed of the bullets increases. According to the obtained results, by doubling the applied power, it was observed that at a distance of 15 cm from the place of plasma formation, the velocity of the bullets will be about 40 km/s at lower power and about 90 km/s at higher power; These results are obtained if the distance between the two electrodes is 3.25 cm and the initial electrical power is 20 Watts.
    Keywords: Plasma bullet, electrical signal, Argon Plasma Jet, bullet velocity
  • Hasan Pahlavani *, Amenh Zamani Pages 803-812
    We consider two nonlinear electrical circuits consisting of two nonlinear capacitors that are coupled to each other through linear inductors (mutual induction) under the influence of time-dependent external fields. By excitation of two non-linear chaos  electrical circuits (chaos oscillators) by each other, the Lyapunov indexes were extracted numerically and the synchronization of two electrical circuits without chaos connection was observed. The dependence of  the Lyapunov exponent on the numerical value of the coupling coefficient (mutual induction m) has been studied and the critical value of this coefficient has been determined. Also, the effect of this coupling coefficient of two nonlinear electrical circuits (two Duffing oscillators) coupled without connection has been investigated in order to observe different dynamic states. Diagrams of charge and current changes in terms of time for the numerical value of critical mutual induction have been studied and the synchronization of the two circuits is shown.
    Keywords: synchronization, chaos, nonlinear capacitor, mutual induction, Lyapunov exponent
  • Mohammad Yarahmadi, Amin Salehi *, Hossein Hatami Pages 813-825

    One of the most fascinating features of cosmology is the study of large structures that can reveal the properties of particles with the smallest known cross sections (neutrinos). In fact, in the early universe, after photons, neutrinos play an important role in the formation of structures. The large number of neutrinos, combined with their non-zero mass, leads to today's energy density at least 25 times larger than CMB photons. This high density of free-flowing particles leads to changes in the large-scale structure (LSS) that can be recorded in large galaxy studies or dark current measurements. The purpose of this paper is to determine the direction of bulk flow and other cosmic parameters using the quintessence model. In this paper, we also estimate the mass of neutrinos using neutrino coupling and the scalar field of quintessence. The data where used in this article is the Pantheon Catalog, a total of 1048 Type Ia supernovae. The direction of the bulk flow is slightly different on scales smaller than 0.1, and the higher the scale of the local world, the greater the difference in the direction of the bulk current.

    Keywords: anisotropy, mass neutrinos, dark energy
  • Seyed Yaser Ayazi *, Ahmad Mohamadnejad Pages 827-835
    In light of the recently observed electronic recoil in the XENON1T experiment, we revisit the phenomenology of vector dark matter in leptophilic extension of the standard model while, new scalar, vector and spinor fields play the role of mediators. The viable parameter spaces are considered to discuss the possibility of light vector dark matter with mass 2.3 keV and sufficient dark matter relic density. We also study the constraints of the anomalous magnetic moment of the muon, baryon nucleon synthesis and indirect detection experiments on the parameter space of the models.
    Keywords: Dark matter, XENON1T experiment, vector dark matter
  • Payam Mehdipour Kaldiani * Pages 837-851
    The total kinetic energy (TKE) of fission fragments for some heavy actinides fission is investigated and calculated using the scission point model. First, the deformation parameters of fission fragments are obtained by fitting the calculated results to the available experimental data. Then, the deformation parameters of fission fragments and the behavior of TKE distribution are investigated for heavy actinides fission. This indicates that the Usang model can better explaine the TKE distribution for actinides heavier than californium than the Unik model. Also, the TKE value can be approximated by the sum of the Coulomb and nuclear energies of the fission fragments for light actinides, but this approximation is not correct for very heavy actinides such as fermium. Because the values of pre-scission kinetic energy are very different from the nuclear potential energy in the heavy actinides region. Finally, the distributions of TKE for spontaneous fission of 242Am, 244Am, 244Cm, 246Cm, 248Cm, 250Cf,  and  254Cf are evaluated using the scission point model.
    Keywords: total kinetic energy, neutron, spontaneous fission, fragments energy distribution, scission point model, heavy actinides
  • Hadi Noori *, Maria Shabanipour, Siavash Shahriar Bahramipour Pages 853-860
    In this study the variation of dissolved ozone in deionized water was investigated using the real-time measurement technique. The ozone gas was generated by a homemade coaxial dielectric barrier discharge and injected into the bottom of the water column via a bubbler. The values of ozone concentration were measured by the UV absorption spectra obtained by two quartz windows mounted inside the water column. The results showed a fast increasing of dissolved ozone at the first 3 min and then, the concentration reaches to an approximately constant value which depends on the water temperature and gas phase ozone concentration. The highest concentration of dissolved ozone was obtained about 3.5 ppm at the lowest temperature (2ºC) when the input gas contains 2500 ppm of ozone. The measurements were also continued after turning off the bubbler and decreasing of dissolved ozone were monitored. An approximate exponential decay of ozone was observed whose gradient  did not show any meaningful dependency on temperature and treatment time of water.
    Keywords: ozone solubility, coaxial dielectric barrier discharge, deionized water, mass transfer diffuser
  • Zahra Sadeghche, Ehsan Ebrahimibasabi *, Mohammad Salehi, Mahyar Shirshekan, Farshad Ghasemi Pages 861-869
    With the increasing use of particle accelerators in various fields, the construction of accelerators has developed. In these accelerators, measurement instruments that measure important and versatile quantities are very important. Due to the role of electric potential in particle acceleration, accurate measurement of electric potential at any time in accelerators is essential. In this research, design, fabrication and testing of a non-destructive electric potential measuring device called Generating Voltmeter (GVM) has been done. This instrument uses the principle of capacitance changes to measure voltage. Also, the effect of various parameters such as the number of rotor blades, stator thickness and diameter on the instrument performance  has been investigated. Finally, a suitable GVM has been selected for use in the dynamitron electrostatic accelerator at the Nuclear Science and Technology Research Institute.
    Keywords: dynamitron accelerator, high voltage, generating voltmeter, CST STUDIO SUITE 2015
  • Samira Nazifkar *, Iman Sargolzahi Pages 871-878

    Consider an open quantum system S, interacting with its environment E, and also an ancillary Hilbert space R. The reduced dynamics of the system S  is given by a completely positive map, if the set S={ρSE}  , of possible initial states of the system-environment, can be written as a steered set from a tripartite Markov state ƮRSE. In this paper, we call such steered states  as Markovian states ρSE, and study a physical case, in which the reduced dynamics of the system can be completely positive, even when the initial states of the system-environment ρSE are non-Markovian.

    Keywords: Open quantum system, completely positive map, Markov state
  • Eshagh Khodaparast Siyahmazgi, Mohammad Qasemnazhand, Farah Marsusi * Pages 879-897

    Based on density functional theory (DFT) at the B3LYP level, we investigated the interaction of DNA nucleobases with carbon nano-rings in armchair and zigzag shapes. Van der Waals correction was applied to describe the long range term of bipolar interaction. Results indicate that a net electric charge was not transferred between the DNA bases and the carbon nano-rings. This indicates the interaction is of physical type. Outcomes show the following order for the strength of the interaction between the carbon nano-ring (9,9) and the four DNA nucleobases: guanine > adenine > cytosine > thymine. The corresponding order for the zigzag carbon nano-ring (15.0) is adenine ≈ guanine > cytosine > thymine, suggesting carbon nano-ring (9,9) may have a potential to specify the sequencing of DNA.

    Keywords: DNA sequencing, Carbon Nano Ring, density functional theory, binding energy, Van-Der-Waals correction
  • Zahra Ahangari * Pages 899-909
    In this paper, the electrical characteristics of a nanoscale double gate metal source drain transistor is thoroughly investigated. Since reduction of the channel thickness results in the variation of energy level in sub-bands and increment of band gap energy, the bandstructure of the device is calculated via employing sp3d5s* tight binding formalism in 2D Hamiltonian with one atomic layer precision. Next, the effective mass of carriers is derived from the related bandstructure as a function of different channel thicknesses. Based on the obtained results, the carrier effective mass considerably increases in comparison with the related bulk values as the channel thickness scales down. Following that, the drive current of the device is calculated via Green’s function formalism. Furthermore, a statistical analysis was conducted to calculate the sensitivity of the main electrical measures with respect to the variation of critical physical and structural design parameters. By scaling down the channel thickness and increment of the effective Schottky barrier height, a potential well is created in the channel along the source and drain, which makes resonant tunneling occur at low temperatures and as a consequence, results in the occurrence of negative differential resistance in the transfer characteristics of the device. The impact of critical design parameters on the resonant tunneling phenomena in the proposed device is thoroughly investigated.
    Keywords: metal source drain transistor, Schottky contact, tight binding formalism, resonant tunneling, Green’s function formalism
  • Roohollah Aliabadi * Pages 911-920

    We studied the identical-nematic (I-N) phase transition of hard cylinders confined between two hard walls when using Onsager and Parsons-Lee theories and the Zwanzig approximation. The obtained results show the difference in predicting the I-N phase transition of the systems studied by these two theories. The results of Onsager theory are consistent with the previous paper, but the results of Parsons-Lee predict a completely different behavior. Compared to the previous results, our results occur at higher densities, which is due to the use of the Zwanzig approximation. Since Onsager model is accurate for highly elongated particles, we expect the two theories to provide a more accurate and similar answer for elongated particles, which was met in the investigations. Therefore, it seems that Onsager theory provides more appropriate result in the studied cases. It should be noted that what can give a more accurate judgment about these results is the simulation of a similar system of limited cylinders in a quasi-two-dimensional space. According to the literature review, the Parsons-Lee theory has given very good results for three dimensional systems, where two or more layers can form in the pores, however, it does not work properly for a monolayer of confined hard cylinders. Therefore, for such systems, it is necessary to modify the Parsons-Lee pre-factor to provide reliable results. This pre-factor has been calculated for three-dimensional systems in which the geometrical shape of particles is mapped to spheres of the same volume, not for two-dimensional systems. Because the image of a cylinder in two dimensions is a rectangle, and hard rectangles must map to hard disks, it is necessary to formulate a pre-factor and the Carnahan-Starling equation for disks in two-dimensional and quasi-two-dimensional systems

    Keywords: phase transition, liquid crystal, nematic, identical state, monolayer
  • Zahra Asadi, Mohammadmehdi Shafie *, Morteza Farhid, Masumeh Kiantaj, MohammadReza Morad Pages 921-932

    In this paper, we used the Particle in Cell (PIC) method to study a plasma in the Hall Effect thruster in order to optimize the effective parameters on the electron mobility and anomalous electrons drift. In the Hall Effect thrusters magnetic and electrical fields which are perpendicular to each other are used to confine the plasma and create propulsive force on the satellites and spacecrafts. The presence of a magnetic field perpendicular to the electric field causes the electrons to move in an azimuthal direction and in ideal situation it is expected that there is a net electron azimuthal current but we realize in the experimental tests that the electrons have anomalous drift. This anomalous drift causes a weak confinement of elections near the outlet of the thruster and increases the losses of electrons that it is a consequence of corrosion of the wall of the thruster which is made up of the dielectric, and it decreases the efficiency. Two major mechanisms have been proposed to control this electron current, the first is involving electron-wall collisions and the second one is involving plasma oscillations such as E×B drift instability. In this paper, these two subjects are investigated and the effective parameters on electron mobility are optimized. The simulation shows that the ideal value for a magnetic field to confine electrons is about 250 to 300 Gauss, and the reasonable value for accelerating electrons is more than 300 Volts. It is also shown that the optimal density of plasma and neutral gas is 2×1017 m-3 and 1×1020 m-3 respectively.

    Keywords: Hall thruster, anomalous electron transport, PIC simulation, E×B drift instability
  • Reza Pourimani *, Seyyed mohsen Mortazavishahroudi, Roushanak Ghorbani Pages 933-948

    In this study, the specific activity of natural and artificial radioactive elements was measured for 50 sediment samples collected from throughout Miankaleh wetland in northern Iran on the southeastern side of the Caspian Sea using a High-Purity Germanium detector. Also, radiological parameters and hazard indicators due to environmental gamma radiation caused by these nuclei were calculated and a distribution map of Radium equivalent activity and absorbed Dose for the whole Miankaleh wetland was drawn using GIS software. The mean specific activity of 226Ra, 232Th, 40K and 137Cs respectively were 16.06±1.65, 21.19±1.46, 312.37±8.17 and 4.81±0.27 Bqkg-1 that for natural radioactive nuclei are less than the global average. The highest concentration of 226Ra is related to the sediments of the estuary of the Galougah River. The results show rapid deposition of 232Th immediately after entering the lagoon. The highest concentrations of 40K and 137Cs were observed in the mouth of the Gaz River and the calm part in the central area of the wetland, respectively. The mean values of Raeq and D respectively were 70.42±4.37 Bqkg-1 and 32.73 nGyh-1, which are less than the global average. The distribution map of Raeq and D shows the high amount of these two parameters in the sediments of the southern and eastern parts of the wetland, which is due to the entry of radionuclei by the water flow of rivers of this wetland basin. In general, the amount of radioactivity expressed in terms of radium equivalent in the wetland is higher near the mouth of rivers with higher water flow. The average value for AEDEout, ELCR, AGDE, Iγ and Hex in this wetland is less than the allowable value and, in general, the results of this study show that the amount of radiation due to the radionuclei in Miankaleh wetland does not pose radiological hazards to the health of the inhabitants of this area.

    Keywords: Miankaleh international wetland, environmental radiation, dose distribution pattern, radiological map
  • Mahdi Aslani, Mehdi Abdi * Pages 949-956
    Since the establishment of the quantum mechanics, researchers in physics have been studying superposition states and especially proposing setups for generating macroscopic objects in a quantum superposition state. Such states are important and of interest both from a foundational perspective and for their applications in the emerging quantum technologies. Here, we propose a circuit quantum electrodynamical setup and an adiabatic scheme for preparing a macroscopic and massive object in a quantum superposition state. The scheme is based on establishing a spatial double-well potential for a macroscopic object and preparing it in the ground state of the potential via an adiabatic transition. The resulting state is a spatial superposition state where the object assumes a superposition of bulked to two opposite directions, e.g. right and left. By numerical solving of the quantum optical master equation and including the environmental effects, we show that the target cat state is achievable with a high fidelity provided the process satisfies the adiabaticity conditions.
    Keywords: macroscopic object, superposition state, cat state, optomechanics, adiabatic process, ‎double well