فهرست مطالب

فیزیک کاربردی - سال سیزدهم شماره 2 (پیاپی 33، تابستان 1402)

مجله فیزیک کاربردی
سال سیزدهم شماره 2 (پیاپی 33، تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/02/16
  • تعداد عناوین: 6
|
  • فاطمه نعمتی، سهراب بهنیا* صفحات 7-19

    ژن یک عامل کد کننده اطلاعات ژنتیکی و واحد اصلی وراثت است. بیان ژن پدیده ای است که از دو مرحله پیچیده رونویسی و ترجمه تشکیل شده است. در این مطالعه، با توجه به اهمیت پدیده بیان ژن، به بررسی تحول سلول مخمر ساکارومایسس سرویزیه پرداخته شده است. برای روشن شدن صحت نتایج به دست آمده، از داده های تجربی روی سلول مخمر ساکارومایسس سرویزیه از بانک ژن استفاده کرده ایم. ما از نظریه آشوب برای مطالعه بیان ژن به دلیل دینامیک غیرخطی این پدیده استفاده می کنیم. نتایج به دست آمده پیش بینی می کند که با افزایش میزان تخریب در نرخ آرنای پیام رسان به 0.03، به مقدار آستانه برای پدیده بیان ژن رسیده ایم. همچنین، ما تشخیص داده ایم که افزایش رونویسی با افزایش نرخ تخریب آرنای پیام رسان مرتبط است. مقدار بهینه نرخ تاخیر رونویسی (18.2 دقیقه) و مقدار نرخ تخریب پروتیین (0.03) به دست آمد. تطابق خوبی بین نتایج تجربی و نظری وجود داشت.

    کلیدواژگان: بیان ژن مخمر ساکارومایسیس سرویزیه، سیستم دینامیکی غیر خطی، نظریه آشوب
  • عالمه حاجی محمدی فریمان، احمد شریعتی*، محمد خرمی صفحات 20-30

    تله ی پنینگ که در سال 1959 توسط دملت اختراع شد، ترکیبی از یک میدان دو قطبی الکتریکی درونی و یک میدان مغناطیسی یکنواخت است. ذره بارداری که در تله پنینگ به دام می افتد به اتم ژیونیوم موسوم است. ترازهای انرژی اتم ژیونیوم، در حد غیرنسبیتی، با استفاده از حل های معادله شرودینگر و برای موردی که میدان گرانشی زمین قابل چشم پوشی است، مشخص شده است. در این مقاله معادله ی دیراک را برای اتم ژیونیوم که در میدان گرانشی زمین است، نوشته و ترازهای انرژی آن را با استفاده از روش اختلال مطالعه می کنیم. اگر پتانسیل گرانشی نیوتنی را  در نظر بگیریم، پارامتر اختلالی بدون بعد  خواهد بود که در آن c سرعت نور است. نتایج نشان می دهد که اثر این اختلال روی ترازهای انرژی به اندازه ی یک فاکتور تقریبی  است. این انتقال ناچیز در ترازهای انرژی می تواند برای بررسی اثر میدان گرانشی زمین در نظر گرفته شود.

    کلیدواژگان: تله پنینگ، معادله دیراک، اتم ژونیوم
  • محمدرضا حیدری موغاری، روح الله فرقدان* صفحات 31-45

    ویژگی های الکترونی و ترابردی نانونوار های  زیگزاگ و آرمیچر بوروفن (β12) با لبه های هندسی مختلف، با استفاده از الگوی تنگ بست چند نواری و فرمول بندی لاندایور بوتیکر و انطباق مد مورد بررسی قرار گرفته است.  نتایج نشان می دهد که نانونوارهای مختلف با توجه به هندسه لبه، رفتار الکترونی متفاوتی از فاز فلزی تا نیمه رسانایی نشان داده و تحت اثر گرادیان دما و یا اختلاف پتانسیل جریان هایی از مرتبه نانوآمپر تا میکروآمپر، بیشتر با رفتار اهمی، ایجاد می کنند. همچنین نقص های تهی جای با تغییر اندازه شکاف انرژی می توانند سبب تغییر فاز از فلزی به نیمه رسانایی و یا از نیمه رسانایی به فلزی بسته به نوع لبه نانونوار شوند. همچنین نقص های تهی جای می توانند مقادیر جریان های الکتریکی را کنترل نمایند. در پایان، هندسه و شکل لبه ها، مهندسی نقص، و اعمال ولتاژ و یا گرادیان های گرمایی می تواند با کنترل ویژگی های الکترونی و ترابردی نانوارهای بوروفن را به گزینه مناسبی به منظور کاربرد در نانو قطعات الکترونیکی تبدیل نماید.

    کلیدواژگان: نانو نوارهای بوروفن، الگوی تنگ بست، ترابرد الکتریکی، ویژگی های ترموالکتریکی، نقص تهی جای
  • هدی السادات لطفی پور*، زهرا باقری، مجید خدابنده صفحات 46-55

    در این مطالعه، اثر فیلتر در تغییر نمایانی فریزهای تداخلی کوانتومی تک فوتون بررسی می شود. ابتدا در یک چیدمان آزمایشگاهی به کمک یک بلور غیرخطی و تحت تبدیل پایین پارامتری خودبه خودی، جفت فوتون های همبسته سیگنال و ایدلر تولید می شوند. تک فوتون سیگنال پس از عبور از یک تداخل سنج ماخ زندر به دلیل اصل تمایزناپذیری مسیرهای طی شده در بازوهای تداخل سنج، با خودش تداخل می کند. به منظور هم خط کردن المان های اپتیکی و کمینه کردن اختلاف مسیر اپتیکی در بازوها از تداخل سنجی با منابع لیزر قرمز ونور سفید پیش از تداخل سنجی تک فوتون استفاده شده است. با قرار دادن فیلترها با پهنای بسامدی مختلف در مسیر فوتون های سیگنال و ایدلر شاهد فریزهای تداخلی با نمایانی های متفاوت هستیم. طرح تداخلی با ثبت همزمانی بین فوتون های همبسته بدست می آید. نتایج نشان می دهد، پهنای نوار بسامدی فیلترها در تغییر طول همدوسی فوتون های تولیدی و در نتیجه نمایانی فریزهای تداخلی اثر قابل توجهی دارند.

    کلیدواژگان: تبدیل پایین پارامتری خودبه خودی، تداخل تک فوتون، تداخل سنج ماخ زندر، فوتون های همبسته، نمایانی
  • سید ابراهیم موسوی قهفرخی*، مریم عادل صفحات 56-72

    در این پژوهش فریت بیسموت آلایش داده شده با مس (BiFe1-yCuyO3) به مقدار 20/0 = y تهیه شد. سپس، آلایش آن با ایتریم Bi1-xYxFe0.80Cu0.20O3  با مقادیر ایتریم 30/0 و 25/0، 20/0، 15/0، 10/0، 05/0، 0/0 =  x به روش سل- ژل در دمای C650 و زمان 1 ساعت مطالعه گردید. با استفاده از آنالیزهای XRD، FT-IR، FESEM و EDX ویژگی های ساختاری نمونه ها مورد مشخصه یابی قرار گرفت. بررسی های ویژگی های ساختاری نمونه ها نشان داد که با افزودن مقدار Y، قله ها پهن تر و تا حدودی به دلیل کوچک بودن محو شده اند. با استفاده از آنالیزهای  VSM و  LCR متر ویژگی های مغناطیسی و دی الکتریکی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. بررسی های صورت گرفته نشان می دهد که با افزایش غلظت ایتریم ویژگی فرومغناطیسی نمونه ها به تدریج افزایش یافته است. به صورتی که، مغناطش اشباع در کار حاضر (emu/g 5 /2) نسبت به کار دیگران (emu/g 5 8/0) افزایش چشمگیری داشته است. همچنین جانشینی فریت بیسموت با ایتریم و مس، منجر به تغییر جایگاه Fe در مرکز هشت وجهی FeO6 و تغییر زاویه ی پیوندی در O-Fe-O شده و یک نامتقارنی در ساختار ایجاد کرده است که سبب بهبود ویژگی های دی الکتریکی در نمونه ها می شود. نتایج ویژگی های دی الکتریکی نمونه های آلاییده شده با ایتریم و مس نشان داد که مقادیر ثابت دی الکتریک، اتلاف دی الکتریک و رسانندگی الکتریکی آن ها بیشتر از نمونه بدون آلایش است.

    کلیدواژگان: فریت بیسموت آلاییده با مس و ایتریم Bi1-xYxFe0.8Cu0.2O3، ویژگی های ساختاری، ویژگی های مغناطیسی، ویژگی های دی الکتریکی
  • نادر مهدی زاده*، متین جامی معینی، پژمان خورشید صفحات 73-87

    در این مقاله اثرات تابش پلاسمای سرد اتمسفری بر روی درصد، سرعت، میانگین جوانه زنی روزانه، شاخص جوانه زنی، طول ریشه چه و طول ساقه چه بذر زیره سبز مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با پنج تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمون شامل پیش تیمار با پلاسمای سرد اتمسفری در صفر، 3، 6، 9 و 12 دقیقه با استفاده از مولد پلاسمای 7 و 14 کیلو ولت و فرکانس 800 هرتز بودند. نتایج این کار نشان داد که دوز زمانی و ولتاژ اعمالی پلاسمای سرد جهت تیمار بذر زیره سبز پیش از کاشت به صورت قابل توجهی بر روی درصد، سرعت جوانه زنی، میانگین جوانه زنی روزانه، شاخص جوانه زنی، طول ریشه چه و طول ساقه چه تاثیر می گذارد. در بین تمام نمونه ها، بیشترین تاثیر را تیمار با ولتاژ قله 14 کیلو ولت  و دوز زمانی 6 دقیقه بر ویژگی های مورد بررسی داشت، به جز رشد طول ساقه چه که تیمار با دوز زمانی 3 دقیقه بیشترین افزایش را نسبت به باقی نمونه ها داشت. پلاسمای سرد در این آزمایش با کمک یک مولد تخلیه سد دی الکتریک دست ساز در ابعاد رومیزی تولید شده و از هوا به عنوان ماده فعال پلاسما استفاده شده است.

    کلیدواژگان: پلاسمای سرد (غیرحرارتی)، تخلیه سد دی الکتریک (DBD)، زیره سبز، جوانه زنی بذر، گیاهان دارویی
|
  • Fatemeh Nemati, Sohrab Behnia * Pages 7-19

    Gene is a factor encoding genetic information and the basic unit of inheritance. Gene expression is a phenomenon consisting of two complex stages of transcription and translation. In this study, the yeast cell of Saccharomyces cerevisiae evolution is investigated due to the importance of the gene expression phenomenon. To clarify the accuracy of the obtained results, we have used experimental data on the Saccharomyces cerevisiae yeast cell from the gene bank. We are using chaos theory to study gene expression due to the nonlinear dynamics of the phenomenon. The obtained results predict that, by increasing the rate of degradation in the messenger arena to 0.03, we have reached the threshold value for the gene expression phenomenon. Also, we have recognized that increased transcription is associated with an increased mRNA degradation rate. The optimal values of transcription delay rate (18.2 min) and protein degradation rate (0.03) were obtained. There was a good agreement between the experimental and theoretical results.

    Keywords: Gene Expression, Nonlinear dynamics, Chaos approach
  • Alameh Hajimohammadi Fariman, Ahmad Shariati *, Mohammad Khorrami Pages 20-30

    The penning trap, invented in 1959 by H. Dehmelt, is a combination of an inner electric dipole field and a constant magnetic field. A charged particle trapped in the Penning trap is called a geonium atom. The energy levels of the geonium atom are known in the non-relativistic limit, using the solutions of the Schrodinger equation, and for the case when the gravitational field of the Earth is negligible. In this article we write the Dirac equation for the geonium atom, coupled to the weak gravitational field of the Earth, and study its energy levels using perturbation techniques. If the Newtonian gravitational potential is , the dimensionless perturbing parameter is  , where c is the velocity of light. It is found that the effect of these perturbations affects the energy levels by a factor of almost . This tiny shift in the energy levels may be used to investigate the effect of the gravitational field on earth.

    Keywords: Pening Trap, Dirac equation, geonium atom
  • MohammadReza Heidari Moghari, Rouhollah Farghadan * Pages 31-45

    The electronic and transport properties of the zigzag and armchair borophene nanoribbons β12 with different edge geometries using the multi-band tight-binding model and Landauer Butticker formalism were investigated by the mode matching model. Our results show that nanoribbons with different edge geometries show different electronic behaviors from metal phase to semiconductor according to and under thermal gradient or voltage poetical produce electrical current from nano ampere to microampere (most of them have ohmic behavior). Also, vacancy defects with controlling energy gaps could change the phase from metal to semiconductor or from semiconductor to metal in different edge geometries. Moreover, vacancy defects could control the values of electrical currents. Finally, the edge geometries; and defect engineering with application thermal gradient or electrostatic potential could control the electronic and transport properties and convert borophene nanoribbons into a good candidate for application in nano-electronic devices.

    Keywords: Borophene nanoribbons, Tight-binding model, Electrical Transport, Thermoelectric properties, vacancy defects
  • Hoda Sadat Lotfipour *, Zahra Bagheri, Majid Khodabandeh Pages 46-55

    This study investigates the effect of the filter on the visibility of fringes in single-photon interference. A pair of photons by spontaneous parametric down-conversion is produced using a nonlinear crystal. One of them passes through a Mach-Zehnder interferometer due to the principle of indistinguishability of the paths, which interferes with itself. By changing the length of the paths of the Mach-Zehnder arms with the help of a stage, the interference happens in the coincidence pattern. In order to align the optical elements and minimize the optical path difference in the interferometer arms, interferometry with laser and white light has been used before single photon interferometry. By placing filters with different bandwidths in the signal and idler photons path, we see interference fringes with different visibility. An interference pattern is obtained by recording the coincidence between the correlated photons. The results show that the frequency bandwidth of filters affects the coherence length of generated photons and so the visibility of interference fringes.

    Keywords: Spontaneous Parametric Down Conversion, Single Photon Interferometry, Mach-Zehnder interferometer, correlated photons, Visibility
  • Seyed Ebrahim Mousavi Ghahfarokhi *, Maryam Adel Pages 56-72

    In this research, first the bismuth ferrite nanostructure doped with Cu = 0.20 was prepared and then, its (Bi1-xYxFe0.80Cu0.20O3) doping with Y = 0.0, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25, and 0.30 by a sol-gel method at a temperature of 650 ºC and a 1 h were studied.  The structural properties of the samples have been characterized using XRD, FESEM, FT-IR, and EDX. Investigations of the structural properties showed that by increasing the Y percentage, the peaks are broader and partly have disappeared due to their small size. The magnetic and dielectric properties of the samples using the analyses of VSM, and LCR meters have been investigated. Investigations of the magnetic properties showed that by increasing Y content, the sample's ferromagnetic properties gradually increased. So that the saturation magnetism of our work (2.5 emu/g) compared to the work of others (0.85 emu/g) significantly has increased. Also, the substitute of bismuth ferrite with yttrium and copper has led to the change of the site of Fe in the octahedral center of FeO6 and the change of the bond angle in O-Fe-O. It has created an asymmetry in the structure, which has improved the dielectric properties of the samples. The results of the dielectric properties showed that the dielectric constant, dielectric loss and electric conductivity in the samples doped with Y and Cu are more than in samples without doping.

    Keywords: Bi1-xYxFe0.80Cu0.20O3 nanostructure, Magnetic properties, Structural properties, Dielectric properties
  • Nader Mahdizadeh *, Matin Jami Moeini, Pejman Khorshid Pages 73-87

    This paper investigates the effects of cold plasma radiation on the percentage, velocity, average germination per day, germination index, and prose and growth of green cumin roots. A factorial experiment was performed in a randomized design in 5 repetitions. Test factors included pretreatment of cold plasma irradiation time at 0, 3, 6, 9, and 12 minutes by 7 and 14 kV and 800 Hz plasma generators. The results of this work showed that the treatment time and the applied voltage of cold plasma significantly affect the percentage, velocity, average of germination per a day, germination index, and prose and root of the green cumin seed. Among all treatments, a dose of treatment with time of 6 minutes at a peak voltage of 14 kV had the greatest effect on the referred characteristics, except increasing root in which plasma treatment with a dose of 3 minutes has the most effect. Cold plasma has been generated with a dielectric barrier discharge (DBD) is a hand-made and designed in on desk dimensions, in which air is used as plasma active gas.

    Keywords: Cold (Non-Thermal) Plasma, Dielectric Barrier Discharge (DBD), Green Cumin, Seed Germination, Medical plants