فهرست مطالب
مجله پژوهش فیزیک ایران
سال یازدهم شماره 4 (زمستان 1390)
- تاریخ انتشار: 1391/01/27
- تعداد عناوین: 12
-
-
صفحه 339تعبیر گرانش به عنوان نیروی آنتروپی باعث به وجود آمدن تصحیحاتی در معادلات فریدمن می شود. نیروی آنتروپی بر اساس محاسبات ایاسون و فرمپتون و اسموت می تواند جملات تصحیحی به معادلات فریدمن اضافه کند. در اینجا نشان داده می شود که این تصحیحات باعث تغییر تکینگی نوع دوم (تکینگی ناگهانی) معادلات فریدمن به تکینگی نوع سوم می شود. با در نظر گرفتن معادلات فریدمن و حتی بدون تصحیحات نیروی آنتروپی در تکینگی نوع سوم یکی از شرایط انرژی نقض می شود. با اضافه شدن تصحیحات، شرط انرژی نقض شده نیز تغییر می کند.
کلیدواژگان: کیهان شناسی، تکینگی، نیروی آنتروپی -
صفحه 347
کشف گرافین و ویژگی های استثنایی الکترونیکی و مغناطیسی آن توجه بسیاری از دانشمندان را به خود جلب کرده است. در این میان ، مشتقات گرافینی از جمله نانوروبانهای گرافینی و ریزساختارهای نانومتری آن برای استفاده در صنایع اسپینترونیکی و نانوالکترونیکی مناسب هستند. مطالعات نظری نشان میدهند که مغناطش در این سیستمها به دلایل مختلف مثل کاهش ابعاد یا در اثر بینظمی و تهیجای ها ایجاد میشوند. با استفاده از مدل هابارد در تقریب میدان میانگین مغناطش در نانوریزساختارهای گرافینی صفربعدی ، نانوروبانهای گرافینی یک بعدی زیگزاگ بررسی شده است. در میان نانوریزساختارها شکلهای مثلثی، پاپیونی و کورونن مطالعه شدهاند و در مورد اینکه چگونه شکل آنها و ناهماهنگی در تعداد اتمهایی که به هر زیرشبکه تعلق دارد، که منجر به ایجاد حالتهای با انرژی صفر و در نتیجه مغناطش در این سیستمها میشود ، مطالعه شده است. در پایان با در نظر گرفتن مدل بینظمی اندرسون به همراه مدل تنگابست نزدیکترین همسایگان و مدل هابارد میدان میانگین، اثر متقابل بینظمی بر چگالی حالات نانوروبان گرافینی زیگزاگ بررسی شده است.
کلیدواژگان: گرافین، مدل هابارد میدان میانگین، نانوروبان های گرافینی -
صفحه 361خودکانونی شدن یک پالس لیزری گاوسی در پلاسمای غیر مغناطیده بررسی شده است. معادله تحول چگالی پلاسما را با درنظر گرفتن نیروی اثرگذار الکترون ها به دست آورده، سپس معادله تحول پهنای پالس با در نظرگرفتن تصحیح نسبیتی جرم الکترون ها در تقریب نسبیتی ضعیف محاسبه می شود. نشان داده می شود که این تصحیح متناسب با دمای الکترون های پلاسما است. برای یک پالس پهن این اثر تنها عامل خودکانونی شدن است و منجر به رفتارهای نوسانی برای پهنای پالس می شود. هم چنین نشان داده می شود که همیشه تصحیح جرم نسبیتی در جهت افزایش اثر خودکانونی استکلیدواژگان: پالس لیزری گاوسی، پلاسمای نسبیتی، خودکانونی، پهنای پالس لیزر، چگالی پلاسما، نیروی پاندروموتیو
-
صفحه 371در این مقاله با استفاده از روش ماتریس انتقال در تقریب هماهنگ، به مطالعه خواص فونونی و گرمایی یک نانو بلور می پردازیم. سامانه مورد بررسی یک بلور جرم - فنر با ساختار مکعبی ساده و با سطح مقطع مربعی است. ابتدا برای چنین دستگاهی در حالت ایده آل، طیف بسامد فونونی را در شرایط مرزی باز به دست می آوریم. سپس خواص ترابرد فونونی نانو ساختار از جمله چگالی حالت ها و ضریب عبور فونونی را در شرایط مختلف فیزیکی و ساختاری بررسی می کنیم. در ادامه با قرار دادن دستگاه درون یک گرادیان دمایی خارجی، به بررسی رسانندگی گرمایی نانو بلور می پردازیم. نتایج نشان می دهند که تغییر عوامل ساختاری مانند بسامد اتم های سطح مقطع بلور، طول ساختار و تعداد اتم های دستگاه خواص فونونی را دست خوش تغییرات قابل توجهی می کند. که از آن جمله می توان به کاهش (افزایش) ضریب عبور فونونی با افزایش (کاهش) بسامد نوعی پیوند بین اتم های سطح مقطع ساختار اشاره کرد. همچنین با در نظر گرفتن جرم متفاوت برای لایه های عرضی متوالی سامانه مرکزی (ایجاد تناوب جرمی در لایه های تشکیل دهنده نانو بلور)، شاهد کاهش رسانندگی گرمایی نانو بلور نسبت به حالت ایده آل خواهیم بود.
کلیدواژگان: ماتریس انتقال، ترابرد فونونی، چگالی حالت های فونونی، رسانندگی گرمایی -
صفحه 379با استفاده از یک مدل ساده، دینامیک آبشاری اتم کائونیک نیتروژن در هدف گازی نیتروژن شبیه سازی شده است. در این مدل فرآیندهای گذار تابشی، اوژه داخلی، پرشدن مجدد لایه الکترونی K، جذب قوی و واپاشی کائون در نظر گرفته شده است. با روش مونت کارلو اثر فرآیند پرشدن مجدد لایه الکترونی K بر روی بعضی کمیت های دینامیک آبشاری مانند بهره پرتوهای ایکس، متوسط جمعیت الکترون ها در لایه K، کسر جذب قوی و زمان متوسط واانگیختگی بررسی شده است. با برازش دادن مقادیر محاسباتی بهره پرتوهای ایکس به مقادیر تجربی، آهنگ پرشدن مجدد لایه الکترونی K در بازه 0.1 تا 0.6 ps-1 پیش بینی می شود. این نتیجه با محاسبات نظری نیز در توافق است.
کلیدواژگان: اتم کائونیک نیتروژن، جذب قوی، دینامیک آبشاری و روش مونت کارلو -
صفحه 387خواص الکترونی فلز پادفرومغناطیس UBi2 را با محاسبات ابتدا به ساکن بر پایه نظریه تابعی چگالی با استفاده از روش امواج تخت بهبود یافته به علاوه اوربیتال های موضعی بررسی کرده ایم. برای محاسبه انرژی پتانسیل تبادلی همبستگی از روش تبادلی دقیق برای الکترون های همبسته (EECE) تحت چند تابعی هیبرید استفاده کرده ایم. گرادیان های میدان الکتریکی (EFG) در مکان اورانیوم در ترکیب UBi2 محاسبه و با مقدار تجربی مقایسه شده است. گرادیان های میدان الکتریکی در مکان اورانیوم موجود در UBi2 بسیار کوچک و تقریبا صفر است. گرادیان های میدان الکتریکی محاسبه شده با استفاده از تابعی های EECE توافق خوبی با تجربه دارند. بررسی چگالی های حالت های الکترونی ترکیب UBi2، هیبریدشدگی اوربیتال 5f اورانیوم با سایر اوربیتال ها و شرکت این اوربیتال در رسانش را نشان می دهد. بررسی چگالی حالت ها نشان می دهد که یکی از پیوندهای بین اورانیوم و بیسموت پیوند سیگما می باشد. سطوح فرمی رسم شده وجود دو نوع حامل بار را در سطح فرمی UBi2 نشان می دهد.
کلیدواژگان: گرادیان میدان الکتریکی، UBi2، هیبریدشدگی، اوربیتال 5f، سطوح فرمی -
صفحه 397تنفس گاز رادون 222 محصولی از واپاشی رادیوم 226 است و محصولات واپاشی آن مسئول تقریبا نیمی از دز موثر دریافت شده توسط عموم مردم از کل منابع تابش یون ساز طبیعی است. ذرات آلفای ناشی از رادون می تواند باعث مجموعه ای از رخدادهای سلولی و مولکولی شده و منجر به ایجاد سرطان ریه و سایر سرطان ها شود. همچنین رادیوم 226 به طور گسترده ای در محیط با غلظت های متفاوت در آب ها، خاک ها، و صخره ها پراکنده شده است. وقتی رادیوم بلعیده می شود قسمت اعظم مواد به سرعت دفع می شوند. هرچند، از آنجایی که رادیوم از نظر شیمیایی مشابه کلسیم است، کسر مهمی از آن جذب گردش خون شده و به طور عمده در استخوان بندی رسوب می کند. بنابراین وجود این مواد رادیواکتیو در آب خطرناک است و مطالعات بسیاری در این زمینه انجام شده است. این دلایل و به علت اینکه برخی از مناطق رامسر، شهری در شمال ایران در استان مازندران، بیشترین میزان تابش زمینه در جهان را دارد بر آن شدیم که میزان رادون و رادیوم را در منابع آبی رامسر مورد سنجش قرار دهیم. در این تحقیق، غلظت رادون و رادیوم در 22 رود و 20 نمونه آب شرب توسط دستگاه PRASSI مورد سنجش قرار گرفته است. بر طبق اندازه گیری ها میانگین میزان رادون در کل نمونه ها 3.030±1.122Bq/l بوده است و به طور مشابه میانگین میزان رادیوم در کل نمونه ها 0.185±0.055Bq/l به دست آمده است. همچنین 1 مورد از رودها و 1 مورد از آب شرب میزان بالاتری رادون از 10Bq/l به عنوان حد نرمال تعیین شده داشتند. در مورد رادیوم 226، غلظت رادیوم 226 در 11 مورد از رودها و 8 مورد از آب شرب از 0.185Bq/l که حد نرمال مجموع رادیوم 226 و 228 است بالاتر بود.
کلیدواژگان: آب شرب، رود، رادون، رادیوم، سیستم PRASSI -
صفحه 405در این مقاله به مطالعه رسانش و چگالی حالت های الکترونی یک بسپار شانه-مانند با انرژی پرش متناوب متصل به دو زنجیره ساده یک بعدی در رهیافت بستگی قوی پرداخته شده است. روابطی برای ضریب عبور الکترونی و چگالی حالت ها به کمک تابع گرین سامانه به صورت تحلیلی ارائه شده اند. نتایج نشان می دهند که طیف رسانش الکتریکی بسپارهای پلی استیلن-مانند در غیاب انرژی پرش پیوند کربن-هیدروژن دارای یک گاف انرژی متناسب با قدرت دوپارش است. در حالی که با در نظر گرفتن انرژی پرش پیوند کربن-هیدروژن باعث ایجاد سه گاف انرژی در طیف رسانش سامانه می شود. تغییر قدرت دوپارش تنها بر روی دو گاف کناری طیف تاثیر دارد و گاف مرکزی را تغییر نمی دهد.
کلیدواژگان: نانوسیم، رسانش الکتریکی، تابع گرین، قدرت دوپارش، چگالی حالت ها، پلی استیلن -
صفحه 411در پژوهش حاضر، نانو پودرهای دی اکسید تیتانیوم (TiO2) با استفاده از روش سل-ژل و مخلوط کردن دو ماده تتراکلرید تیتانیوم (TiCl4) و اتانول سنتز شدند. انرژی فعال سازی در گذار فاز آناتاز به روتایل TiO2 در حضور و عدم حضور امواج ماورای صوت مورد مطالعه قرار گرفت. تنها بلورک های فاز آناتاز تا دمای تکلیس 500 o C متبلور بودند. با افزایش دمای تکلیس به دماهای بیشتر از 500 o C، بلورک های فاز روتایل در نمونه ها رشد نموده و نانوپودر دوفازی آناتاز-روتایل تشکیل گردید. نتایج ما نشان داده، استفاده از امواج ماورای صوت علاوه بر کاهش دمای شروع استحاله، موجب کاهش انرژی فعال سازی در تبدیل فاز آناتاز به روتایل می شود. با به کارگیری امواج ماورای صوت، انرژی فعال سازی کاهش چشمگیری درحدود 18.5KJ/mol یافته است.
کلیدواژگان: نانوذرات دی اکسید تیتانیوم، روش سل، ژل، امواج ماورای صوت، انرژی فعال سازی -
صفحه 417در این مقاله با در نظر گرفتن اثر حرکت فرمی و انرژی بستگی هسته ای، تابع ساختار و نتایج EMC را برای هسته های 40 Ca و 56 Fe با استفاده از مدل نوسانگر هارمونیک و با در نظر گرفتن پارامتر ħω مختلف برای پوسته های مختلف داخل هسته که مرتبط با میانگین مربع شعاع هسته بوده و با استفاده از توابع ساختار نوکلئون های آزاد GRV، محاسبه می کنیم. سپس سطح مقطع دیفرانسیلی پراکندگی لپتونها از این هسته ها را نیز در انرژی های E=4.8GeV و E=4.032GeV حساب نموده که نتایج حاصل توافق خوبی با نتایج تجربی و تئوری های موجود نشان می دهند.
کلیدواژگان: تابع ساختار، حرکت فرمی، متغیر بیورکن، تقریب تکانه، اثر EMC، سطح مقطع دیفرانسیلی پراکندگی -
صفحه 423فیلم های نازک اکسید روی با استفاده از زینک استات دی هیدرات به عنوان پیش ماده و به کارگیری روش سل- ژل و تکنیک های فروکشی و غوطه وری تهیه شده اند. برای تهیه این نمونه ها، 4 روش تهیه سل استفاده شده است. ریخت شناسی، خواص اپتیکی و ساختاری فیلم های تهیه شده با تکنیک های فروکشی و غوطه وری مورد مطالعه قرار گرفته است. ریز ساختار فیلم های نازک اکسید روی و پودر مربوط به آنها توسط پراش سنج اشعه ایکس بررسی شده است. فیلم های تهیه شده در این تحقیق آمورف می باشند، در حالی که پودر آنها به صورت چند کریستالی اند که قله های مختلفی در نمونه های XRDی گرفته شده مشاهده می شود. ریخت شناسی فیلم ها با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی مطالعه شده است. ساختار فیلم های نازک اکسید روی، به شدت به روش تهیه و تکنیک رسوب گذاری وابسته است. مشخصات اپتیکی نمونه ها به وسیله اسپکتروسکوپی نوری فرابنفش در محدوده طول موج 200 تا 900 نانومتر به دست آمده اند. ثوابت اپتیکی (ضریب شکست، ضریب خاموشی و...) فیلم ها به شرایط رسوب گذاری بستگی دارد.
کلیدواژگان: فیلم نازک، اکسید روی، سل، ژل، خواص اپتیکی و ساختاری -
صفحه 429نظریه ابرساختارهای جبری تعمیمی از نظریه ساختارهای جبری سنتی است. به لحاظ اهمیت و دیدگاه جدید موجود در این نظریه، در این مقاله سعی می شود ضمن بیان دیدگاه ها و تعاریف بنیادی ابرساختارها به کاربرد آن در دو شاخه فیزیک هسته ای و فیزیک ذرات بنیادی بپردازیم. در این کار قصد داریم با به کارگیری این شاخه جدید از ریاضیات، به توصیف نظم موجود در گروهی از فرآیندهای برهم کنشی از قبیل برهم کنش لپتون ها در فیزیک ذرات بنیادی و همجوشی هسته ای در ستارگان در فیزیک هسته ای بپردازیم.
کلیدواژگان: ابرساختار جبری، ابرعمل، لپتون، همجوشی
-
Page 339Interpretation of gravity as entropic force makes some corrections in Friedmann equations. According to calculations of Easson, Frampton and Smooth, the entropic force addss correction terms to Friedmann equations. It’s shown that these corrections change the second type of singularity to the third one in Friedmann equations. Considering Friedmann equations, even without entropic force at least one of the energy conditions is violated in the third kind of singularity. Adding the correction terms, the violated energy condition will change.
-
Page 347
The discovery of graphene and its remarkable electronic and magnetic properties has initiated great research interest in this material. Furthermore, there are many derivatives in these graphene related materials among which graphene nanoribbons and graphene nanofragments are candidates for future carbon-based nanoelectronics and spintronics. Theoretical studies have shown that magnetism can arise in various situations such as point defects, disorder and reduced dimensionality. Using a mean field Hubbard model, we studied the appearance of magnetic textures in zero-dimensional graphene nanofragments and one-dimensional graphene zigzag nanoribbons. Among nanofragments, triangular shape, bowtie and coronene were studied. We explain how the shape of these materials, the imbalance in the number of atoms belonging to the graphene sublattices, the existence of zero-energy states and the total and local magnetic moments were related. At the end, we focused on the effects of a model disorder potential (Anderson-type), and illustrate how density of states of zigzag nanoribbons was affected.
-
Page 361In this study, we considered the self-focusing of a Gaussian laser pulse in an unmagnetized plasma. The equation of plasma density evolution that includes the electrons ponderomotive force is obtained. Then an equation for the width of laser pulse with a relativistic mass correction term is derived. This term is proportional to the electrons temperature. It is shown that in the large width limit we have an oscillatory solution, and for the small width limit this correction always helps the self-focusing of the laser pulse.
-
Page 371In this paper, we study the phonon and thermal properties of a nanocrystal by using transfer matrix method in the harmonic approximation. The considered system is a mass-spring nanocrystal with a square cross section. At first, for the ideal case, we obtain the phonon spectrum with free boundary conditions. Then we calculate some phonon transport properties of this system, namely, the phonon density of states (modes) and transmission coefficient under different physical and structural conditions. Finally, in the presence of a linear temperature gradient, we obtain the system’s thermal conductivity. The results show that the variation in values of physical and structural parameters causes the phonon system properties to strongly change. For example, by decreasing or increasing the typical band frequency of the system, the phonon transmission coefficient increases or decreases, respectively. Moreover, for a mass periodic (for sequential layers) nanocrystal embedded between the two ideal nanocrystals the thermal conductivity decreases with respect to the ideal case.
-
Page 379Cascade dynamics of kaonic nitrogen atom (K-N) in a gaseous target was simulated using a simple model. In this model the radiative transitions, internal Auger, K-electron refilling, nuclear absorption, and kaon decay processes were included. The effect of the K-electron refilling process on some of quantities of cascade dynamics such as X-ray yields, the averaged K-electron shell number, fraction of the nuclear absorption and the averaged de-excitation time was studied by Monte-Carlo method. Using a fitting method, the range of K-electron refilling rate was predicted between 0.1 to 0.6 ps-1. This result is in agreement with the theoretical value.
-
Page 387This study investigated the electronic properties of antiferromagnetic UBi2 metal by using ab initio calculations based on the density functional theory (DFT), employing the augmented plane waves plus local orbital method. We used the exact exchange for correlated electrons (EECE) method to calculate the exchange-correlation energy under a variety of hybrid functionals. Electric field gradients (EFGs) at the uranium site in UBi2 compound were calculated and compared with the experiment. The EFGs were predicted experimentally at the U site to be very small in this compound. The EFG calculated by the EECE functional are in agreement with the experiment. The densities of states (DOSs) show that 5f U orbital is hybrided with the other orbitals. The plotted Fermi surfaces show that there are two kinds of charges on Fermi surface of this compound.
-
Page 397Inhalation of radon gas 222Rn, which is a decay product of 226Ra, and its decay products accounts for typically about half of the effective doses received by public from all natural sources of ionizing radiation. Radon alpha particles can initiate a series of molecular and cellular events that culminates in the development of lung and other cancers. Also, 226Ra in the environment is widely distributed, being present in various concentrations in waters, soils and rocks. When radium is ingested, the majority of material is rapidly excreted. However, since radium is chemically similar to calcium, a significant fraction is absorbed into the bloodstream and deposited mainly in the skeleton. So, presence of these radioactive contaminants in water is dangerous and many studies especially about radon have been done in this area. For these reasons and becauses some areas of Ramsar, a city in northern Iran in mazandaran province, have been among the highest known background radiation levels in the world we measured radon and radium concentrations in water sources of Ramsar region. In this study, Radon and radium concentrations of the 22 streams and 20 drinking water samples were measured by PRASSI system. According to the data, the arithmetic mean of radon concentration for all samples was 3.030 ± 1.122 Bq/l. Similarly, arithmetic mean of radium for all samples was 0.185 ± 0.055 Bq/l. Also 1 sample of streams and 1 sample of drinking water showed radon concentration higher than 10Bq/l as normal level. Radium-226 alone, in 11 samples of streams and 8 samples of drinking water had concentrations higher than 0.185Bq/l as normal level for the combined Radium-226 and Radium-228.
-
Page 405In this paper, we study the electronic conductance and density of states for a comb-like polymer with periodic hopping energies in the tight-binding approach. Electron transmission coefficient and density of states are analytically calculated by using Green’s function of the system. The results show that the electronic conductance spectrum has one energy gap in the absence of carbon-hydrogen bond’s hopping energy, which is proportional to the dimerization strength. Carbon-Hydrogen bond’s hopping energy makes the appearance three energy gaps in the conductance spectrum and the dimerization strength influences only the outer gaps.
-
Page 411In this letter, titanium dioxide nanoparticles (TiO2) were synthesized via a sol-gel method and combining titanium tetrachloride (TiCl4) and ethanol. The activation energy was investigated on the phase transformation from anatase to rutile in the presence and absence of ultrasound waves. The anatase nanocrystallites were only crystallized up to the calcination of 500 º C. By increasing the calcination in the region after 500 º C, rutile nanocrystallites grew in samples, and mixed-phase TiO2 nanoparticles were obtained. Our results show that applying ultrasound waves decreases both onset transition temperature and the activation energy of the phase transformation from anatase to rutile. The activation energy showed a considerable reduction at about 18.5 KJ/mol by applying the ultrasound waves.
-
Page 417In this paper, we calculate nuclear structure function and EMC effect of 40Ca and 56Fe nuclei. To achive the goals, we consider Fermi motion and binding energy contrbiution in the harmonic oscillator model. In this model, harmonic oscillator parameter ħω related to shells root mean square radius and for free nucleon structure functions, is obtained from GRV’s free nucleon structure functions. Then, we calculate differential cross section of lepton scattering from those nuclei at the E=4.8 GeV and E=4.032 GeV. The obtained results show good agreement with available experimental data.
-
Page 423The ZnO thin films were prepared froms zinc acetate dihydrate as a main precursor by using sol-gel method and deposited by drainage and dip coating technique. Four different routes and coating techniques were used for the preparation of samples. The morphology, optical, and structural properties of the sol-gels made ZnO thin films were studied with respect to the preparation of sol-gel route, drainage and dip coating techniques. The microstructure of the ZnO thin films and the powders were analyzed by X-ray diffraction. The ZnO thin films prepared in this study were amorphous while its powders were polycrystalline with various diffraction peaks in the X-ray diffraction patterns. The morphology of the film was examined by using scanning electron microscopy. The surface morphology of the ZnO thin films strongly depends on preparation route and deposition technique. The optical characteristics of the samples were obtained by using UV-Visible spectrophotometer at 200–900 nm wavelength. The optical constants (refractive index, extinction coefficient etc.) of the ZnO thin films depend on preparation conditions.
-
Extension of algebraic hyperstructures theory to the elementary particle physics and nuclear physicsPage 429Algebraic hyperstructures theory is a natural extension of the classical algebraic structures. Because of importance and new viewpoints in this theory، we try to apply this theory to the elementary particle physics and nuclear physics presenting the definitions and the concepts of the algebraic hyperstructures. In this work we intend to use this new branch of mathematics to describe the interaction between leptons in the elementary particle physics and the fusion processes in the nuclear physics.