فهرست مطالب

پژوهش فیزیک ایران - سال بیست و یکم شماره 4 (زمستان 1400)

مجله پژوهش فیزیک ایران
سال بیست و یکم شماره 4 (زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1401/06/15
  • تعداد عناوین: 25
|
  • محمد لامعی رشتی، شاهین صنایع حجری، مهیار شیرشکن، حامد شاکر، فرشاد قاسمی، ساسان احمدیان نمین، میترا انصاری، مهدی بهرامی، هادی بهنامیان، سعید حقطلب، محمد رضا خلوتی، عصمت درویش رکن آبادی، حسین دلسیم هاشمی، هادی سلامتی، فریدون عباسی دوانی، سمیرا کسائی، سیامک ناظمی، سعادت ورناصری، محمد صالحی صفحات 549-587

    در این مقاله کلیه مراحل مختلف طراحی و ساخت یک شتابگر خطی فرکانس رادیویی موج رونده، به‌اجمال نوشته شده‌است. اجزاء اصلی این شتابدهنده عبارتند از تفنگ الکترونی، پیش خوشه‌ساز، خوشه‌ساز، کاواک اصلی شتابدهی، مجموعه تولید و انتقال توان بالای فرکانس رادیویی، آهن‌رباهای هدایت و کانونی‌کننده، مجموعه سخت‌افزاری و نرم‌افزاری کنترل و پایش شتابدهند و بالاخره مجموعه تشخیص و اندازه‌گیری مشخصات باریکه. کلیه این اجزاء اصلی و همچنین قسمت‌های متعدد دیگر، با تکیه بر فناوری داخل کشور طراحی و ساخته‌شدند و برای کنترل کیفیت ساخت، اندازه‌گیری‌های مربوط انجام شده‌است. حاصل کار، ساخت یک شتابدهنده خطی موج رونده الکترون است با بیشینه انرژی 4.5MeV که کلیه پارامترهای آن قابل تنظیم و اندازه‌گیری هستند. این شتابدهنده، در ایران، ابزاری منحصر بفرد است برای آموزش علم شتابدهنده‌های ذرات و تحقیق وتوسعه تجربی در زمینه شتابدهنده‌های خطی الکترون و فیزیک باریکه.

    کلیدواژگان: شتابگر خطی، کاواک، تفنگ الکترونی، فرکانس رادیو یی، کنترل شتابگر، مشخصات باریکه، حفاظ سازی
  • سعید رنجبر *، عباس آذریان صفحات 589-596

    در این مقاله خواص اپتیکی نانوساختارهای بیضی شکل نقره با استفاده از تقریب دوقطبی مجزا در محیط آب مورد بررسی قرار گرفت. سطح مقطع‌های جذب، پراکندگی و خاموشی این دسته از نانوساختارها بر حسب تغییرات طول موج نور فرودی در ناحیه مریی و فروسرخ نزدیک محاسبه شد. همچنین تغییرات ارتفاع، طول موج و پهنای نواری قله‌های سطح مقطع خاموشی (ناشی از تشدید پلاسمونی) بر حسب اندازه نانوذرات و ثابت دی‌الکتریک محیط مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان ‌می‌دهد که تنها دو قله مد دو قطبی عرضی و طولی در این طیف وجود دارد‏.

    کلیدواژگان: نانو ساختار بیضی شکل نقره، تقریب دوقطبی مجزا، پلاسمون، سطح مقطع
  • عرفان کدیور *، زهرا کشاورز صفحات 597-606

    در این مطالعه، مسیر حرکت نانوذره مغناطیسی در مویرگ مستقیم را در حضور آهنربای استوانه‌ای مورد بررسی قرار می‌دهیم. با استفاده از معادله حرکت ذره در حضور نیروهای مغناطیسی و شناوری، مسیر حرکت نانوذره مغناطیسی در یک مویرگ مورد بررسی قرار می‌گیرد. نتایج عددی نشان می‌دهد که احتمال به‌دام افتادن نانوذره مغناطیسی در مویرگ تابعی قوی از شدت میدان مغناطیسی، شعاع ذره، مغناطش ذره و قطر مویرگ می‌باشد. در این مطالعه مسیر حرکت ذره در داخل مویرگ برای مقادیر متفاوت اندازه ذره، مغناطش آهنربا، مغناطش اشباع ذره، قطر مویرگ و وشکسانی ذره با پذیرفتاری مغناطیسی وابسته به میدان بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش شعاع ذره، مغناطش آهنربا، مغناطش اشباع ذره و همچنین با کاهش شعاع رگ، احتمال به‌دام افتادن ذره شناور در کانال افزایش می‌یابد.

    کلیدواژگان: مویرگ، آهنربای استوانه ای، نانو ذره مغناطیسی، مسیر حرکت ذره، پذیرفتاری مغناطیسی
  • عباس قاسم پور اردکانی *، پیمانه رفیعی پور، سیده فاطمه نامی عنا، جواد تشخوریان صفحات 607-617

    در این مقاله، گسیل لیزر کاتوره‌ای از محلول‌های کلوییدی رنگدانه‌ای شامل میکروساختارهای کربن نیترید گرافیتی (g-C3N4) را گزارش می‌دهیم. میکروساختارهای g-C3N4 در محلول رنگدانه آلی رودامین B پخش می‌شوند تا بازخورد نوری لازم را از طریق رخدادهای چندپراکندگی نور فراهم کنند. مولکول‌های رودامین B بهره نوری را از طریق فرایند گسیل القایی تحت دمش نوری پر شدت فراهم می‌کنند. به صورت تجربی نشان داده می‌شود که تابش لیزری کاتوره‌ای در محلول کلوییدی ساخته شده از رنگدانه و میکروساختارهای g-C3N4، پس از یک آستانه مشخص، اتفاق می‌افتد. ما رفتار وابسته به دمش سامانه پیشنهاد شده را مطالعه می‌کنیم. از آنجایی که فقط گسیل خود به خودی تقویت شده از محلول شامل رنگ رودامین B بدون میکروساختارهای g-C3N4 به دست می‌آید، بنابراین اثبات می‌شود که وجود میکروساختارهای g-C3N4 نقش کلیدی در مشاهده تابش لیزری کاتوره‌ای دارد. در پایان، غلظت میکروساختارهای g-C3N4 را تغییر داده و مشاهده می‌کنیم که با افزایش غلظت میکروساختارهای g-C3N4، شدت تابشی افزایش و آستانه لیزری کاهش پیدا می‌کند. بنابراین اثبات می‌شود که میکروساختارهای g-C3N4 می‌توانند گزینه خوبی برای انتخاب محیط پراکننده لیزرهای کاتوره‌ای باشند و بازخورد نوری لازم برای دستیابی به گسیل لیزری کاتوره‌ای توسط چند پراکندگی نور از میکروساختارهای g-C3N4 تامین می‌شود.

    کلیدواژگان: لیزر کاتوره ای، چند پراکندگی نور، کربن نیترید گرافیتی
  • رضا قرائی * بهنام آزادگان، ابوالقاسم فوجی، علی اصغر مولوی صفحات 619-633

    در تحقیق حاضر بر پایه تیوری پتانسیل مجاورت به مطالعه سیستماتیک نقش اثرات انرژی سطحی و همچنین وابستگی دمایی در تحلیل پدیده مانع همجوشی در واکنش‌های یون-سنگین پرداخته‌ایم. برای این منظور، محاسبات پتانسیل برهم‌کنشی را با استفاده از نسخه اصلی پتانسیل مجاورت 1977 (77 Prox.) انجام داده‌ ایم و در بخش محاسبات سطح مقطع همجوشی نیز از رویکرد جفت‌ شدگی کانال‌ ها بهره گرفته‌ ایم. سیستم‌ های همجوشی مورد بررسی در این تحقیق شامل واکنش‌های یون - سنگین 11B+197Au، 12C+198Pt، 16O+208Pb، 28Si+64Ni، 28Si+94Mo، 32S+89Y، 58Ni+58Ni، 34S +89Y، 12C+204Pb و 36S+64Ni هستند که همگی در شرط Q<0 صدق می‌کنند و حاصل‌ضرب اعداد اتمی هسته‌های شرکت‌کننده در آنها در محدوده 784 ≥ Z1Z2 ≥ 392 قرار دارند. محاسبات اولیه نشان می‌دهند که مدل 77 Prox. مقادیر تیوری سطح مقطع همجوشی را به ویژه در نواحی انرژی پایین‌تر از سد همجوشی، کمتر از داده‌های تجربی متناظر پیش‌بینی می‌کند. این در حالی است که اعمال اثرات فیزیکی یاد شده، موجب افزایش این مقادیر و در عین حال بهبود توافق آنها با داده‌های آزمایشگاهی سطح مقطع در واکنش‌های انتخابی می‌شود. علاوه بر این، با در نظر گرفتن اثرات وابستگی به انرژی برای ثابت انرژی سطحی 0γ صورتمندی مجاورت در محدوده انرژی‌های خیلی کم توانسته‌ایم رفتار داده‌های تجربی سطح مقطع‌های همجوشی، ضریب اخترفیزیکی S(E) و همچنین مشتق لگاریتمی L(E) را در این نواحی به خوبی بازتولید کنیم.

    کلیدواژگان: واکنش های همجوشی یون- سنگین، پدیده مانع همجوشی، پتانسیل مجاورت، محاسبات جفت شدگی کانال ها، ضریب انرژی سطحی
  • آمنه کارگریان *، کمال حاجی شریفی صفحات 635-642

    در این مقاله، شتاب الکترون به وسیله موج پلاسما در ساز و کار عکس لیزر الکترون آزاد (IFEL) در حضور میدان مغناطیسی ویگلری چهارقطبی و کانال یونی لیزری، به صورت تحلیلی و عددی بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد، افزایش دامنه و طول موج ویگلر چهارقطبی تا یک مقدار بهینه، تاثیرات قابل توجهی بر روی شتاب الکترون و دینامیک نسبیتی آن در کانال یونی لیزری دارد. در حضور مقادیر بهینه شدت و طول موج ویگلر چهارقطبی، شتاب الکترون بیش از 90% نسبت به عدم حضور ویگلر افزایش پیدا می‌کند. علاوه براین، نتایج عددی نشان می‌دهد در صورتی که الکترون‌ها با انرژی جنبشی اولیه بیشتری در میدان ویگلری پرتاب شوند، مدت زمان بیشتری در فاز شتاب موج پلاسمایی باقی مانده و انرژی بیشتری از موج دریافت می‌کنند. بنابراین، در یک شتابدهنده لیزر- پلاسما، شتاب الکترون و دینامیک نسبیتی آن با استفاده از شدت میدان ویگلری، طول موج ویگلری، و انرژی جنبشی اولیه الکترون‌ها قابل تنظیم خواهد بود. نتایج مطلوب مطالعات انجام‌شده در این حوزه می‌تواند نویدبخش نسل جدید شتابدهنده‌های پلاسمایی بر اساس ساختارهای ویگلری باشد.

    کلیدواژگان: ویگلر چهارقطبی، غیر هم فازی موج- الکترون، شتاب دهنده پلاسمایی، کانال یونی
  • رضا فتحی *، سعیده امیری بیدوری صفحات 643-650

    در کار حاضر سطح مقطع‌ جزیی کامل یونش اتم هلیوم در برخورد با پروتون در محدوده انرژی‌های بالا محاسبه شده است. محاسبات سطح مقطع جزیی کامل با استفاده از فرمول‌بندی‌های سه‌جسمی در تقریب مرتبه اول بورن-فادیف با در نظر گرفتن مدل الکترون فعال و چهارجسمی در تقریب مرتبه اول بورن انجام شده است. به منظور بررسی دقیق دینامیک برخورد محاسبات تقریب مرتبه اول بورن-فادیف با استفاده از دو تابع موج تک الکترونی، تک پارامتری و هارتری فاک انجام شده و در تقریب مرتبه اول بورن چهارجسمی توابع موج دو الکترونی هیلراس و سیلورمن با در نظر گرفتن همبستگی‌های الکترونی به ‌کار گرفته شده است. سطح مقطع‌های جزیی کامل محاسبه شده در انرژی‌های الکترون یونیده شده و اندازه حرکت‌های انتقالی مختلف با نتایج تجربی و نظری در دسترس مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که در محدوده انرژی‌های بالا و فرایند یونش اثرات همبستگی الکترونی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند.

    کلیدواژگان: یونش، تقریب بورن-فادیف سه جسمی، تقریب بورن چهارجسمی، همبستگی الکترونی، سطح مقطع جزئی کامل
  • آذر تفریحی * صفحات 651-662

    همبستگی‏ های نوکلیون- نوکلیون ماده هسته ‏ای نامتقارن در حالت‏ های جفت ‏شده 3S1- 3D1 و 3P2- 3F2 برای پتانسیل‏ های دو- نوکلیونی AV18 و AV’6 با روش وردشی پایین‏ ترین مرتبه مقید مطالعه می‏ شوند. در این محاسبات، تابع همبستگی تانسوری (یا اسپین- مدار) در حالت جفت‏ شده‏ 3S1- 3D1 (3P2- 3F2) لحاظ می ‏شود. انرژی ماده هسته ‏ای نامتقارن و شعاع ترمیم همبستگی‏ های غیرمرکزی در حالت‏ های مذکور گزارش می‏ شوند. مشخص می‏ شود که با کاهش نسبت پروتون به نوترون (شعاع‏ های ترمیم)، توابع همبستگی غیرمرکزی حالت ‏های جفت‏ شده تقویت می ‏شوند. نشان می‏ دهیم که توابع همبستگی غیرمرکزی و انرژی‏ ماده هسته‏ ای نامتقارن در حالت جفت‏ شده 3P2- 3F2 بیشتر از حالت 3S1- 3D1 به اندرکنش دو- نوکلیونی وابسته ‏اند‏.

    کلیدواژگان: همبستگی نوکلئون- نوکلئون، حالت‏های جفت‏ شده، ماده هسته‏ای نامتقارن، روش وردشی پایین‏ترین مرتبه مقید
  • محمود صادقی *، صدیقه احمدی صفحات 663-675

    در این پژوهش، شکنندگی چلاندگی، در تولید نور کوانتومی چلانده، در اثر تماس با یک منبع حرارتی شبیه‌سازی شده است. به این منظور، از یک کاواک واهلشی تک مد با یک محیط غیرخطی با پذیرفتاری مرتبه دوم غیر صفر استفاده ‌شده است. محیط غیرخطی کاواک، با یک پمپ لیزر با بسامد معین تحریک می‌شود و جفت فوتون‌های یکسان با بسامد نصف لیزر محرک تولید می‌شود. به این فرایند اصطلاحا تبدیل نزولی پارامتری واگن می‌گویند. در غیاب هر نوع اتلافی، شبیه‌سازی، یک چلاندگی با پارامتر تابع خطی از زمان را به دست می‌دهد که با محاسبات تحلیلی کاملا سازگار است. در حضور اتلاف دو فوتونی ناشی از تماس سامانه با یک منبع سرد، رقابت بین بهره حاصل از لیزر محرک و اتلاف دو فوتونی، منجر به چلاندگی پایدار برای خلا اولیه در حالت پایای سامانه می‌گردد. در انتها، نشان داده شده است که یک منبع با دمای غیر صفر، منجر به حذف چلاندگی و رسیدن تابش نهایی کاواک، به یک مخلوط حرارتی از حالت‌های فوک می‌شود‏.

    کلیدواژگان: شبیه سازی، خلا چلانده، شکنندگی چلاندگی، اتلاف دوفوتونی
  • رضا خردمند *، محمدمهدی شفیع، محمد قهرمانی، فرانکو پراتی صفحات 677-688

    سالیتون‌های کاواک (لکه روشن و یا تاریک نوری که با گذشت زمان هیچ تغییری در وضعیت شان رخ نمی‌دهد) به‌عنوان یکی از جذاب‌ترین ساختارهای جایگزیده، همواره موردتوجه قرار داشته‌اند. در داخل مشددها، با ایجاد تعادل بین اثرات خطی و غیرخطی و همچنین بین تلفات و تزریق نور، یک سالیتون فضایی- زمانی1 تشکیل می‌شود. در مطالعات قبلی سالیتون‌های کاواک، از بررسی زمانی و تحولات سالیتون در راستای انتشار (z) صرف‌نظر شده بود. در این مقاله رفتار سالیتون‌ها با اعمال دینامیک زمانی ‎و مطالعه رفتار آنها برای هر z دلخواه بررسی‌شده است. با در نظر گرفتن این موضوع، درصورتی‌که سالیتون‌ها داخل مشدد فعال قرار گیرند نوع خاصی از سالیتون‌ها به نام سالیتون فازی تشکیل خواهد شد. در این مقاله با استفاده از شبیه‌سازی، رفتار اندرکنشی سالیتون‌های فازی و نیز شرایط اندرکنش دو سالیتون برای کلیدزنی بررسی‌شده است. رفتار تک سالیتون موجود در مشدد بعد از اعمال سالیتون دوم با شرایط دست‌سانی مخالف مطالعه و با استفاده از این ایده، خاموش‌سازی هر دو سالیتون بررسی‌شده و مشخصات لازم برای این امر تعیین شده است.

    کلیدواژگان: اپتیک غیرخطی، سالیتون کاواک، سالیتون فازی، کلیدزنی نوری‏
  • کتایون سماواتی *، محمدتقی توسلی، حجت الله سلیمانی، حمید سلوداری، خسرو حسنی صفحات 689-699

    در این مقاله نشان می دهیم که از یک گوه شفاف یا تیغه تخت گوه دار می توان به جای یک تداخل سنج با کاربردهای متعدد استفاده کرد. با استفاده از این تداخل سنج می توان توزیع فاز را بر روی فریزهای تداخلی تحریر (مدوله) کرد و با استفاده از آن، به طور کمی، موازی بودن باریکه نوری و ابیراهی جبهه موج را اندازه گرفت. همچنین برای تعیین شکل خط طیفی در گستره وسیع، اندازه گیری طول موج و ضریب شکست جامدات و مایعات می توان از این تداخل سنج استفاده کرد. به علاوه با این وسیله می توان باریکه های مناسب نور برای انجام تمام نگاری (هولوگرافی) و مطالعه اجسام فازی و ساخت توری های پراش ایجاد کرد‏.

    کلیدواژگان: تداخل سنجی، اندازه گیری، تقسیم باریکه، تحریر فریز، تکنیک ماره
  • اکبر عبدی سرای *، ندا بخشی بهنام محمدی صفحات 701-705

    در این مطالعه، واپاشی مزون سنگین  به دو مزون  و  مورد بررسی قرار گرفت. این واپاشی در سال 2017 توسط همکاران LHCb برای اولین بار مشاهده شد. آنها نسبت شاخه‌ای این واپاشی را مقدار 4-10× (06/0±27/0 ± 53/0±01/5) به دست آورده‌اند. در این مطالعه نمودار فاینمن بر پایه مدل استاندارد رسم شد. این نمودار نشان می دهد که فرایند واپاشی  از طریق گذار درختی و پنگوینی صورت می‌گیرد. این گذار در مدل فاکتور کردن شامل سهم a2 برای حالت درختی و سهم a3، a5 و a7 برای حالت پنگوینی است. دامنه‌های مربوط به نمودار فاینمن با استفاده از روش فاکتور کردن کرومودینامیک کوانتومی (QCDF) روش‌های NLO محاسبه شده است. برای حالت فاکتوری کردن (QCDF) در روش NLO (مقیاس انرژی mb) نسبت شاخه‌ای 4-10× 33/5 محاسبه شد که با مقدار تجربی این واپاشی سازگاری دارد. با زیاد شدن دقت محاسبات نسبت شاخه‌ای، مقیاس انرژی پایین می‌آید. بهترین مقدار نسبت شاخه‌ای در حالت فاکتوری کردن QCDF روش NLO مقیاس انرژی mb نمایانگر شده است.

    کلیدواژگان: واپاشی مزون B، روش فاکتور کردن، نمودار فاینمن، عامل شکل، نرخ واپاشی، نسبت شاخه ای‏ ‏
  • معصومه مشکل گشا *، فرزانه سادات خلیلی یزدی صفحات 707-714

    اخیرا تولید یون‌های پرسرعت بدلیل کاربردهای مهم در زمینه گداخت و پزشکی مورد توجه محققان قرار گرفته است. در دهه‌های اخیر تولید یون‌های با انرژی مگا‌الکترون‌-ولت میسر شده است. در این تحقیق تولید یون‌های پرانرژی از مرتبه ده‌ها گیگا‌الکترون‌-ولت در برهمکنش لیزر فمتوثانیه با لایه نازک پلاسمایی، توسط شبیه‌سازی ذره در جعبه LPIC++ مورد بررسی قرار‌گرفته‌است. دسترسی به چنین یون‌هایی توسط استفاده از پرتوی لیزری دورنگ شامل هارمونیک اول و سوم و انتخاب مناسب بسیاری از عوامل تاثیرگذار از جمله نسبت شدت‌ها و فاز نسبی دو هارمونیک، جنس و بار ماده هدف، ضخامت ماده هدف، زاویه‌ی تابش، مدت زمان و شدت پالس لیزر، و چگالی پلاسما میسر شده‌است. شدت لیزر بکار رفته نسبت به میزان شتاب‌دهی نسبتا بالا نیست و می‌توان امید داشت، شرایط پیشنهاد شده راه مناسبی برای تولید یون‌های بسیار پر انرژی با انرژی بیش از 35 گیگاالکترون‌-ولت باشد.

    کلیدواژگان: شتاب دهی یون، لایه نازک نسبیتی
  • شهاب شهیدی صفحات 715-724

    در این مقاله ما به بررسی کیهان‌شناسی در نظریه رستال می‌پردازیم که با یک جفت‌شدگی غیرکمینه با ماده باریونی تعمیم یافته است. در نظریه رستال، تانسور انرژی تکانه پایسته نیست و این عدم پایستگی به تغییرات انحنای فضا مرتبط است. در این مقاله این وابستگی را به گونه‌ای تعمیم داده‌ایم که شامل خود ماده باریونی هم بشود. بررسی کیهان‌شناسی این مدل تعمیم‌یافته مقدار فراوانی ماده باریونی بیشتری نسبت به مدل استاندارد پیش‌بینی می‌کند. همچنین نشان خواهیم داد که دینامیک این سامانه مشابه با مدل با یک درجه آزادی بیشتر است‏.

    کلیدواژگان: کیهان شناسی، گرانش تعمیم یافته، نظریه رستال، جفت شدگی ماده و هندسه
  • عباس عابدینی، اسما دهقان اناری صفحات 725-734

    نوسانات در ساختارهای مختلف جو خورشیدی، مثل نوسانات عرضی تابی (کینکی) حلقه‌های تاج خورشیدی در لرزه‌شناسی خورشیدی استفاده می‌شوند. نوسانات تابی حلقه‌های تاج خورشیدی عمدتا با شراره همراه می‌شوند. علی‌رغم مطالعات گسترده نوسانات تابی حلقه‌های تاج در سال‌های اخیر، برانگیختگی نوسانات تابی حلقه‌ها توسط شراره‌ها یا پدیده‌های دیگر تا به‌ حال به ‌درستی معلوم نشده است. در این مقاله، هدف ما بررسی عوامل برانگیختگی نوسانات عرضی تابی حلقه‌های تاج خورشیدی است. بدین منظور، ابتدا 458 نوسان حلقه‌های تاج طی 10 سال که در محدوده سال‌های 2010 تا 2019 با استفاده از ابزار ای- آی- ای ماهواره‌ی اس دی او، ابزار‌های بصری همچون هیلوویوور، جی هیلوویوور و اچ ای کی شناسایی و ثبت شده بودند، فهرست شدند. سپس، همراهی این نوسانات با عوامل برانگیختگی احتمالی همچون شراره‌ها، پرتاب جرمی (پایین و بالای) تاجی بررسی شدند. در نهایت، با استفاده از ابزار بصری از بین 458 حلقه نوسان‌ کننده، 138 مورد که نوسانات تابی عرضی با دامنه نوسان بزرگ و دوره تناوب طولانی داشتند و قابل مشاهده با چشم بودند، برگزیده شدند. بررسی آماری 138 حلقه نوسان‌کننده‌ تابی انتخابی نشان داد، 120 مورد (حدود 74 درصد) با فوران‌ها یا پس‌زنی‌های پایین تاجی، 38 مورد (حدود 5/27 درصد) با پرتاب‌های جرمی بالای تاجی و 65 مورد (حدود 47 درصد) با شراره‌های خورشیدی همراه بودند. سرعت لازم برای رسیدن عوامل احتمالی تحریک‌کننده از پدیده‌ها به حلقه‌های نوسانی محاسبه شدند. مقادیر سرعت محاسبه شده‌ برای امواج آلفن بیشتر از 87 درصد مواقع کمتر از 100 ± 500 کیلومتر بر ثانیه و برای پرتاب‌های جرمی پایین جرمی در 94 درصد مواقع کمتر از 125 ±500 کیلومتر بر ثانیه به ‌دست آمدند. اندازه این سرعت‌ها برای پرتاب‌های جرمی تاجی قابل قبول است. اما اندازه این سرعت‌ها خیلی کمتر از سرعت امواج آلفن ناشی از شراره‌ها است که بیشتر مواقع عامل اصلی برانگیختگی نوسانات عرضی تابی حلقه‌های تاج فرض می‌شوند. همچنین، بررسی آماری اختلاف زمانی شروع عوامل تحریک‌کننده احتمالی نوسانات تابی حلقه‌ها نشان داد، همبستگی مشخصی بین آ‌‌نها وجود ندارد. به‌ طور خلاصه، نتایج این مطالعه نشان می‌دهد شراره‌ها نمی‌توانند علت اصلی برانگیختگی نوسانات عرضی تابی حلقه‌ها باشند. احتمال برانگیختگی توسط عوامل دیگری همچون پرتاب جرمی بالا و پایین تاجی ناشی از شراره‌ها، دفع و جذب پلاسمای تاجی توسط حلقه‌ها بیشتر از امواج شوکی ناشی از شراره‌ها هستند.

    کلیدواژگان: تاج خورشید، نوسانات عرضی تابی، عوامل برانگیختگی نوسانات عرضی تابی حلقه های تاج ‏ ‏
  • محسن امینی، مرتضی سلطانی، ابراهیم قنبری عدیوی، زهرا غلامی صفحات 735-747

    اخیرا مطالعه سامانه‌های بس‌ذره‌ای کوانتومی‌ای که در حضور بی‌نظمی نمی‌توانند به تعادل گرمایی برسند به شدت مورد توجه قرار گرفته است. این اتفاق به دلیل ظهور فاز جایگزیده بس‌ذره‌ای و شکست فرضیه گرمایش ویژه حالت‌ها در این سامانه‌ها رخ می‌دهد که با استفاده از انتگرال‌های موضعی حرکت توصیف می‌شود. ما در این مقاله زنجیره اسپینی بی‌نظمی را در فاز جایگزیده بس‌ذره‌ای در نظر می‌گیریم و می‌کوشیم تا دینامیک تولید درهم‌تنیدگی در این سامانه را از طریق محاسبه انتگرال‌های موضعی حرکت مطالعه کنیم. به این منظور، نخست با حل تحلیلی مدل غیر برهم‌کنشی سازوکار تولید درهم‌تنیدگی در این سامانه را برای حالت‌های اولیه مختلف به شکل دقیق توضیح می‌دهیم. سپس با تعمیم این رهیافت به مدل برهم‌کنشی دینامیک تولید درهم‌تنیدگی در حضور برهم‌کنش را با محاسبات عددی به دست می‌آوریم. در نهایت، معنای فیزیکی تفاوت رفتار دینامیکی درهم‌تنیدگی در رژیم‌های برهم‌کنشی و غیر برهم‌کنشی را به بحث می‌گذاریم.

    کلیدواژگان: جایگزیدگی بس ذره ای، مدل اندرسون، آنتروپی درهم تنیدگی، انتگرال های موضعی حرکت
  • علیرضا بنانج، رامین شیری، حسین شاهرخ آبادی، تایماز فتح الهی خلخالی صفحات 749-758

    در این تحقیق، یک ابزار نوری کارآمد و کم‌حجم برای کند کردن نور با استفاده از بلورهای فوتونی موج‌دار با الگوهای مختلف مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. ساختار پیشنهادی، تاخیر گروهی نسبتا بزرگ با پهنای باند وسیع و پاشندگی سرعت گروه تقریبا صفر را در ناحیه فرو‌قرمز نزدیک نشان می‌دهد. همچنین به‌ دلیل پاشندگی سرعت گروه صفر اعمالی بر تپ عبوری، تپ خروجی با کیفیت باریکه مطلوبی از این روش حاصل می‌شود. برای مقایسه، سه ساختار مختلف بلور فوتونی با الگوهای مثلثی، سینوسی و سینوسی مدرج مورد بررسی قرار گرفت. ضریب گروهی به بزرگی 5 و پهنای باند حدود 50 نانومتر با ساختار بلور فوتونی سینوسی به طول 8 میکرون به‌ دست آمد. این ساختار نور کند جهت کاربرد در حافظه‌های کوانتومی بسیار امید‌بخش است.

    کلیدواژگان: بلور فوتونی موج دار، تاخیر گروه، پاشندگی، نور کند، فرو قرمز نزدیک، حافظه کوانتومی
  • فرزانه تهامی پورزرندی، مریم حسنوند صفحات 759-764

    محاسبات حالت‌های مقید به‌طور سنتی در پایه امواج پاره‌ای انجام گرفته است. در محاسبات پاره‌موجی، نیاز است تعداد زیادی از مولفه‌های پاره‌موجی در نظر گرفته شود که باعث پیچیده شدن محاسبات می‌شود. در این مقاله، ما با استفاده از متغیرهای برداری سه‌بعدی به حل معادلات همگن و ناهمگن لیپمن- شویینگر برای سیستم دو- جسمی پرداخته و انرژی بستگی سیستم‌های دو- جسمی دوترون و هیدروژن اتمی را بررسی می‌کنیم‏.

    کلیدواژگان: معادله همگن لیپمن- شوئینگر، معادله ناهمگن لیپمن- شوئینگر، روش سه بعدی، دوترون، هیدروژن اتمی
  • رشید ریاحی، سید ظفرالله کلانتری صفحات 765-774

    با استفاده از معادله حالت های وابسته به چگالی برای ماده تشکیل دهنده ستاره نوترونی و حل عددی معادلات میدان اینشتین، دنباله حالت های تعادل ستاره نوترونی را به دست آورده ایم. برهم‌کنش میان باریون ها در چارچوب میدان-میانگین نسبیتی با استفاده از تبادل مزون های عددی و برداری توصیف می شود که ضریب جفت شدگی مزون ها تابعی از چگالی محیط است. دنباله حالت های تعادل برای چهار بسامد مشاهده شده برای ستاره های نوترونی چرخان یعنی ، ، و محاسبه شده است. این دنباله ها توسط دنباله های غیر چرخشی، کپلری و ناپایداری متقارن محوری مزمن محدود می شوند و به این ترتیب می توان محدوده شعاع و جرم ستاره ها را در هر یک از مدل‌های مورد استفاده به دست آورد. همچنین می توان مشخصات سریع ترین ستاره چرخان که توسط هر یک از مدل ها توصیف می شود را محاسبه کرد‏.

    کلیدواژگان: ستاره نوترونی چرخان، تقریب میدان میانگین، معادله حالت، برهم کنش وابسته به چگالی، معادلات میدان اینشتین
  • علیرضا شایسته، الهه فلاطونی، مریم سادات مطلبی پور صفحات 775-782

    رویه انرژی پتانسیل یون سه اتمی ClO2− در حالت پایه الکترونی با محاسبات آغازین به روش خوشه‌ جفت ‌شده CCSD(T) محاسبه شده ‌است. محاسبات برای 1200 نقطه در رویه انرژی پتانسیل انجام شده و با برازش نقاط پتانسیل محاسبه شده در عبارت انرژی پتانسیل بر حسب مختصات درونی، ثابت‌های نیروی مرتبه دوم، سوم و چهارم تعیین شدند. با به‌ کارگیری نظریه اختلال مرتبه دوم ارتعاشی ‌چرخشی، بسامد‌های ارتعاشی هماهنگ، ثابت‌های ناهماهنگی ارتعاشی و تعدادی دیگر از ثابت‌های طیف‌سنجی برای این آنیون محاسبه شده‌ و بسامد‌های ارتعاشی بنیادی با صحت بالا تعیین شدند. همچنین، انرژی‌های 30 تراز ارتعاشی پایینی با در نظر گرفتن ثابتهای ناهماهنگی محاسبه شده اند‏.

    کلیدواژگان: رویه انرژی پتانسیل، روش خوشه جفت شده، ثابت های نیروی مرتبه چهارم، ثابت ناهماهنگی ارتعاشی
  • حسین فالی نژاد، سجاد فلاحتی صفحات 783-791

    در این تحقیق با این فرض که افت و خیزهای میدان الکتریکی خلا می‌تواند یک مولکول (یا یک اتم) را به یک دو قطبی الکتریکی نوسانی تبدیل کند، پتانسیل برهم‌کنش دو اتم یا دو مولکول غیر قطبی، بر حسب قطبش‌پذیری‌های مولکولی و فاصله بین آن دو محاسبه می‌شود. با در نظر گرفتن میدان الکتریکی کل در موضع یک مولکول به صورت حاصل جمع میدان الکتریکی خلا و میدان الکتریکی ناشی از دوقطبی الکتریکی القایی مولکول دیگر، و جایگذاری در فرمول اثر استارک مربعی، پتانسیل برهم‌کنش دو مولکول به تابع بستگی میدان الکتریکی خلا ربط داده می‌شود. با نوشتن پتانسیل برهم‌کنش برحسب قسمت‌های موهومی تابع گرین پتانسیل برداری (با استفاده از قضیه اتلاف- افت و خیز و فرمول کوبو در مکانیک آماری) و محاسبه مولفه‌های تابع گرین مورد نیاز، پتانسیل برهم‌کنش بین دو مولکول تعیین می‌شود. حالات حدی فواصل کوچک و بزرگ عبارت کلی، بررسی شده و سازگاری با کارهای پیشین نشان داده می‌شود.

    کلیدواژگان: میدان الکتریکی خلا، اثر استارک مربعی، قطبش پذیری مولکولی، تابع بستگی میدان الکتریکی، قضیه اتلاف- افت و خیز، تابع گرین پتانسیل برداری
  • اسماعیل عبدالحسینی سارسری، فرهاد فردوسی صفحات 793-809

    آرسنین یکی از اعضای گروه بزرگی از ساختارهای دو بعدی است که در پروژه حاضر ساختار تک‌لایه و نانونوارهای آن را بر پایه نظریه تابعی چگالی مورد بررسی قرار داده‌ایم. در این بررسی پس از محاسبه ساختار نواری تک‌لایه، اثر عرض را بر ساختار نواری نانونوارها از زاویه پدیده محدود شدگی کوانتمی مورد بحث قرار داده‌ایم. نتایج اثر متفاوت پدیده محدود شدگی کوانتمی بر نقاط مختلف هر نوار در ساختار نواری را نشان می‌دهد که عامل گذار گاف غیر مستقیم به مستقیم در اثر کاهش عرض نانونوارهای آرمچیر است. همچنین خواص رسانندگی الکتریکی تک‌لایه آرسنین از طریق محاسبه تحرک‌پذیری حامل‌های بار به دست آمده و اثر کرنش تک محوری ساختار بلوری بر آنها بررسی شده است. برای بررسی تحرک‌پذیری، از نقص‌های ساختار بلوری صرف نظر شده و تنها پراکندگی فونونی بر مبنای رابطه تاکاگی مد نظر قرار گرفته است. در این روند تمرکز بر دقت کمی مقادیر به دست آمده برای تحرک‌پذیری حامل‌های بار نبوده و ناهمسانگردی موجود بین تحرک‌پذیری در دو راستای آرمچیر و زیگراگ محوریت بحث را به خود اختصاص داده است. نتایج محاسبات حاکی از ناهمسانگردی قابل توجه تحرک‌پذیری در دو راستای آرمچیر و زیگزاگ و تاثیر بسزای کرنش تک محوری ساختار بلوری بر آن است. همچنین تفاوت چشمگیری بین تحرک‌پذیری الکترون‌ها و حفره‌ها در راستای آرمچیر از جمله نتایج کلیدی قابل اشاره است‏.

    کلیدواژگان: تک لایه، نانونوار، ساختار نواری، آرسنین، تحرک پذیری، ناهمسانگردی
  • مریم قاسم نژاد صفحات 811-820

    در این مطالعه، ما تحول زمانی قرص‌های برافزایشی با پهن‌رفت غالب را در حضور میدان مغناطیسی و وشکسانی شعاعی بررسی کرده‌ایم. از جواب‌های خودمشابهی وابسته به زمان برای حل معادلات مغناطو هیدرودینامیک یک بعدی در دستگاه مختصات کروی در صفحه قرص با صرف نظر کردن از وابستگی زاویه‌ای کمیات مسیله استفاده کرده‌ایم. اگرچه در مطالعات قبلی فقط از مولفه وشکسانی سمتی υ به عنوان عامل تلاطم در انتقال تکانه زاویه‌ای و از پارامتر α به عنوان ضریب وشکسانی استفاده می‌شد، اخیرا مطالعات نشان می‌دهد که ساختار قرص تحت تاثیر مولفه شعاعی وشکسانی rυ است. در مطالعه حاضر، ما نسبت مولفه شعاعی به مولفه سمتی وشکسانی را برابر با کمیت بدون بعد ξ فرض کرده‌ایم و از کمیت‌های ξ و β (که نسبت فشار مغناطیسی به فشار گاز تعریف می‌شود) به عنوان پارامتر‌های آزاد، برای بررسی اثر وشکسانی شعاعی و میدان مغناطیسی استفاده کرده‌ایم. نتایج نشان می‌دهد که یک نقطه عبور صوتی وجود دارد که این نقطه با افزایش پارامتر میدان مغناطیسی و وشکسانی شعاعی به سمت نواحی بیرونی قرص حرکت می‌کند. با افزایش پارامتر β، در نواحی بیرونی سرعت برافزایشی مواد کاهش می‌یابد و قرص متراکم‌تر می‌شود. همچنین در تمام نواحی چرخش زیرکپلری است. رفتار پارامتر ξ در فواصل نزدیک و میانی قرص مشابه با پارامتر میدان مغناطیسی است. در نواحی دورتر با افزایش ξ آهنگ فروریزش مواد بیشتر می‌شود و در نتیجه عمر قرص با حضور پارامتر وشکسانی شعاعی کمتر می‌شود.

    کلیدواژگان: برافزایش، قرص های برافزایشی، میدان مغناطیسی
  • سیده زهرا مویدیان، علیرضا کریمیان، محمدحسن علامت ساز صفحات 821-832

    یکی از بهترین روش‌های درمان سرطان کبد پروتون درمانی است. در این تحقیق اجزای اصلی دستگاه پروتون درمانی با سیستم پراکندگی منفعل شامل چرخ تعدیل برد، پراکنده‌ساز شکل یافته و موازی سازها شبیه‌سازی شده‌است. سپس با شبیه سازی پروتون درمانی تومور کبد، مقدار دز جذبی پروتون در بافت سالم کبد و تومورها به‌دست آمده‌است. همچنین دز جذبی ناشی از نوترون ثانویه که خطر ابتلا به سرطان های ثانویه را افزایش می دهد، محاسبه شد. به این منظور، با استفاده از روش شبیه‌سازی مونت کارلو و کد MCNPX، فانتوم MIRD در مقابل خروجی دستگاه پروتون درمانی قرارگرفت و دز جذبی بافت سالم و سرطانی کبد محاسبه شد. در شبیه سازی برای درمان تومور در عمق 11 سانتی‌متر و با انرژی چشمه 200 مگاالکترون ولت، مقدار دز جذبی پروتون در ناحیه توموری Gy/particle 12-10×32/3 به‌دست آمده‌است،که حدود 26/7 برابر دز پروتون جذب شده در بافت سالم کبد است. این نسبت نشان می دهد که تومور دز بالایی جذب می‌کند در حالی که بافت سالم کمترین دز را دریافت می‌کند. در ادامه، روند مشابهی جهت اندازه‌گیری دز جذبی، برای توموری در عمق6 سانتی‌متر از سطح کبد و با انرژی چشمه 180 مگاالکترون ولت انجام شد. طبق نتایج، دز جذب شده ناشی از پروتون در تومور با عمق 6 سانتی‌متر Gy/particle 12-10×94/1 محاسبه شد که 9 برابر دز جذب شده در بافت سالم کبد است. همچنین بیشترین دز نوترون جذب شده در بافت سالم کبد از مرتبه Sv 14-10 است که در مقابل اثرات درمانی پروتون درمانی، قابل صرف‌نظر کردن است.

    کلیدواژگان: پروتون درمانی، سرطان کبد، دزسنجی ‏
  • سروش حاصلی صفحات 833-839

    مکانیک کوانتومی به عنوان یک قانون بنیادی در طبیعت بر روی سرعت تحول یک فرایند کوانتمی حد می‌گذارد. کوتاه‌ترین زمان لازم برای تحول سیستم از یک حالت اولیه به حالت هدف را زمان حد سرعت کوانتومی می‌گویند. محاسبه زمان حد سرعت کوانتومی برای سیستم‌های کوانتومی باز و بسته موضوع بسیاری از کارهای علمی در نظریه اطلاعات کوانتومی بوده است. زمان حد سرعت کوانتومی رابطه معکوس با سرعت تحول یک فرایند کوانتومی دارد. این رابطه به این صورت است که با افزایش زمان حد سرعت کوانتومی، میزان سرعت تحول کاهش پیدا می‌کند و برعکس. در این کار زمان حد سرعت کوانتومی را برای حالتی که در آن یک کیوبیت با یک محیط بحرانی برهم‌کنش دارد مورد مطالعه قرار خواهیم داد. فرض می‌کنیم محیط یک زنجیره اسپینی با میدان عرضی باشد. مشاهده خواهیم کرد که زمان حد سرعت کوانتومی با همدوسی حالت اولیه رابطه مستقیم دارد. همچنین اثرات جفت شدگی محیط و سیستم را بر روی زمان حد سرعت کوانتومی مطالعه خواهیم کرد. ملاحظه می‌شود که با افزایش جفت شدگی زمان حد، سرعت کوانتومی کاهش پیدا می‌کند. همچنین مشاهده می‌شود با افزایش تعداد اسپین‌ها در زنجیره اسپینی زمان حد سرعت کوانتومی کاهش پیدا می‌کند.

    کلیدواژگان: زمان حد سرعت کوانتومی، سیستم کوانتومی باز، محیط کوانتومی بحرانی
|
  • M Lamehi Rashti, Shahin Sanaye Hajari, Mahyar Shirshekan, Hamed Shaker, Farshad Ghasemi, Sasan Ahmadian Namin, Mitra Ansari, Mahdi Bahrami, Hadi Behnamian, Saeed Haghtalab, MohammadReza Khalvati, esmat Darvish Roknabadi, Hosein Delsim Hashemi, H .Salamati, F .Abbasi Davani, Samira Kasaei, Siamak Nazemi, Seadat Varnasseri, Mohammad Salehi Pages 549-587

    In this paper, the design and construction process of a traveling wave electron linear accelerator is presented briefly. The machine consists of an electron gun followed by a prebuncher, a traveling wave buncher, an accelerating tube and the diagnostics instruments. Solenoid magnets provide the beam focusing. A klystron has been used as the RF power source. The linac components are controlled and monitored by a comprehensive control system. All the sub systems of this accelerator are designed and developed based on the domestic technology. The output beam has a maximum energy of 4.5 MeV. The beam parameters like energy, intensity, transverse size and emittance are measurable and tunable. The IPM Linac is a unique tool for experimental R&D in accelerator and beam physics in Iran.

    Keywords: linear accelerator, cavity, electron gun, radio frequency, Accelerator Control, Beam characteristic, Shielding
  • SAEED Ranjbar *, Abbas Azarian Pages 589-596

    In this paper, we investigate optical properties of silver ellipsoid nanostructures (SENs) by means of discrete dipole approximation (DDA), when these nanoparticles are embedded into the water. Absorption, scattering and extinction cross-sections of the SENs were calculated by change of incident wavelength in visible and near infrared region. Moreover, height, wavelength and full width at half maximum (FWHM) of extinction cross-section peaks (due to plasmon resonances) were studied by change of nanostructure's size and dielectric constant of medium. Our results show that, there are only two peaks of transverse dipole and longitudinal dipole modes in this spectrum.

    Keywords: Ag ellipsoid nanostructures, Discrete Dipole Approximation, plasmon, Cross-sections
  • E Kadivar*, Z Keshavarz Pages 597-606

    In this study, we investigate the trajectory of magnetic nanoparticle flowing through a microvessel in the presence of cylindrical magnet. By using the equation of motion of particle in the presence of magnetic and fluidic forces, the motion trajectory of magnetic particle in the microvessel is calculated. Our numerical results show that the probability of trapping magnetic particles in the straight microvessel is a function of the intensity of the magnetic field, particle radius, particle magnetization, and diameter of vessel. In this study, we investigate the effect of particle radius, magnet magnetization, particle saturation magnetization and vessel radius on the trajectory of magnetic nanoparticle flowing through the straight vessel. The results show that with increasing particle radius, magnet magnetization, particle saturation magnetization and also with decreasing vessel radius, the probability of trapping a floating particle in the channel increases

    Keywords: microvessel, cylindrical magnet, magnetic nanoparticle, trajectory of particle, magnetic susceptibility
  • A Ghasempour Ardakani *, P Rafieipour, S F Nami- Ana, J Tashkhourian Pages 607-617

    In this paper, we report on random lasing emission from colloidal solutions of graphitic carbon nitride (g-C3N4) microstructures. The g-C3N4 microstructures are dispersed in rhodamine B (RhB) dye solution to provide the necessary optical feedback via light multi-scattering events. RhB molecules provide optical gain via stimulated emission process under intense optical pumping. It is experimentally demonstrated that random lasing action occurs in the colloidal solution composed of dye and g-C3N4 microstructures, after a specific threshold. We study the pump dependent behavior of the proposed system. Since only amplified spontaneous emission is achieved from the solution of RhB dye without g-C3N4 microstructures, it is demonstrated that the existence of g-C3N4 microstructures has a key role in the observation of random lasing emission. Finally, we change the concentration of g-C3N4 microstructures and observe that the output intensity increases and the lasing threshold decreases by increasing the concentration of g-C3N4 microstructures. It is then verified that g-C3N4 microstructures can be a good candidate for the scattering medium in random lasers and the essential optical feedback for realizing random lasing emission is provided by light multi-scattering from g-C3N4 microstructures.

    Keywords: random laser, multiple light scattering graphitic, carbon nitride
  • R Gharaei* B Azadegan, A Fuji, A A Mowlavi Pages 619-633

    In the present study, we have systematically studied the role of surface energy coefficient as well as temperature dependence in the fusion hindrance phenomenon of the heavy-ion reactions using the proximity potential formalism. To this end, we have performed the calculations of the interaction potential using the original proximity potential 1977 (Prox. 77) and the fusion cross sections are calculated based on the coupled-channels (CC) approach. The considered fusion systems are including the heavy-ion reactions 11B+197Au, 12C+198Pt, 16O+208Pb, 28Si + 64Ni, 28Si + 94Mo, 58Ni+58Ni, 32S+89Y,34S+89Y, 12C+204Pb and 36S + 64Ni with conditions of Q <0 and charge product of the participant nuclei 392≤ Z1Z2 ≤784. Our preliminary calculations show the Prox. 77 model predicts the theoretical values ​​of the fusion cross-sections less than the corresponding experimental data especially in the energy regions below the fusion barrier. However, the imposing of the mentioned physical effects increases the calculated values of the fusion cross sections and thus improves their agreement with the experimental cross sections for the selected reactions. In addition, by considering the energy dependence on the surface energy constant γ0 of the proximity formalism at the low energy region we are able to reproduce well the fusion cross sections, the astrophysical factor S(E) as well as the logarithmic derivative L(E) in these regions.‎

    Keywords: Heavy-ion fusion reactions, Fusion hindrance phenomenon, proximity potential, Coupled-channels calculations, Surface energy coefficient
  • A Kargarian *, K Hajisharifi Pages 635-642

    In this paper, the electron acceleration by plasma wave in IFEL mechanism in the presence of a quadruple magnetic field and ion channel guiding effects has been investigated both analytically and numerically. The results illustrate that the increasing of the quadruple wiggler amplitude and wavelength up to an optimum value has considerable effects on the electron acceleration and its relativistic dynamics in laser ion channel. It was found that in the presence the optimum values of quadruple wiggler amplitude and wavelength, the electron energy gain increases more than 90% than that obtained in the absence of the wiggler. Moreover, the numerical simulations reveal that if the electrons are thrown with higher initial kinetic energy into the wiggler field, they can longer remain in the acceleration phase of the plasma wave and gain more energy from the wave. Therefore, it turns out that, in a laser-plasma accelerator, the electron acceleration and its relativistic dynamics can be tuned by the wiggler field strength, wiggler wavelength, and initial kinetic energy of electrons. The favorable results of studies in this field can be promising for the new generation of the laser-plasma accelerators based on the wiggler structures.

    Keywords: quadruple wiggler, electron-wave dephasing, plasma accelerator, ion channel
  • R Fathi *, S Amiri Bidvari Pages 643-650

    In the present work, the fully differential cross section of atomic helium ionization by protons impact at high energy ranges is calculated. The calculations of the fully differential cross section have been performed by using the three-body formalism in the first order Born-Faddeev approximation with an active electron model and four body formalism with the first Born approximation. In order to investigate the collision dynamics accurately, the first order Born-Faddeev approximation has been performed by using the single parameter and Hartree Fock as single-electron wave functions and in the first order Born approximation, the two-electron wave functions of Hylleraas and Silverman are used with considering the electron correlation. The fully differential cross sections at different ejected electron energies and momentum transfers are compared with the available experiment and theoretical results. The results show that the effects of electronic correlation are considerable at high impact energy range and ionization process.‎

    Keywords: ionization, Three Body Born-Faddeev Approximation, Four Body Born Approximation, electronic correlation, Fully Differential Cross Section
  • A Tafrihi Pages 651-662

    The nucleon-nucleon correlations of asymmetric nuclear matter (ASM) in the 3S1-3D1 and the 3P2-3F2 states with the AV18 and the AV’6 potentials are studied in the lowest order constrained variational (LOCV) method. In these computations, the tensor (or the spin-orbit) correlations are considered in the 3S1-3D1 (3P2-3F2) state. The energy, as well as the healing distance of the ASM in the mentioned states, are reported. It is demonstrated that by decreasing the proton to neutron ratio, the non-central correlations (healing distances) of the coupled states grow. It is shown that the ASM non-central correlations and energies in the 3P2-3F2 state are more sensitive to the interaction than those of 3S1-3D1 state.

    Keywords: Nucleon-nucleon correlation, Coupled states, Asymmetric nuclear matter, LOCV
  • M Sadeghi *, S Ahmadi Pages 663-675

    In this research, squeezing fragility due to thermal bath, in quantum squeezed state generation, is simulated. For this purpose, single mode dissipative cavity with non-zero second-order susceptibility is used. Cavity nonlinear medium is driving by laser pump with known frequency, and pairs of identical photons are created, with one-half frequency of driving pump. This process known as degenerate parametric down conversion. In the absence of any dissipation, simulation shows linear time dependent squeezing parameter, which is in agreement with theoretical results. In two photon loss of cavity in contact with cold reservoir, competition between gain and two photon loss, results in stable squeezing of initial vacuum, in steady state of system. At the end, has been shown that, non-zero thermal reservoir, omits the squeezing and leads the final cavity field to the thermal mixture of Fock states.

    Keywords: simulation, squeezed vacuum, squeezing fragility, two-photon loss
  • R Kheradmand*, M M Shafieh, Mohammad Ghahramai, Franco Prati Pages 677-688

    Cavity solitons as part of dissipative localized structures have been of great interest. In cavity, there must be the double balance between dispersion phenomenon and nonlinear phenomena and at the same time the cavity losses are made up for by pumping continuous-wave coherent driving which leads to the formation of  Spatio-temporal soliton. In previous studies z direction has neglected in the cavity. By taking into account of this direction the new type of solitons named “phase soliton” is introduced. In this paper, we studied the ring cavity in more detail and the intraction of duble phase soliton. We find out, switching  ON and OFF process of phase soliton. Also   the optimal conditions for switching ON/OFF was determined.

    Keywords: nonlinear optics, Cavity solitons, Phase solitons, Optical switching
  • K Samavati *, M Tavassoly, H Soleimani, H Salvdari, KH Hassani Pages 689-699

    In this article we show that a single transparent wedge or a plate with a wedge part can be used as a very simple and useful interferometer with numerous applications. This interferometer permits to modulate phase distribution on interference fringes to evaluate quantitatively the parallelism of a light beam and aberration of a wavefront, to specify the spectral line shape in a wide range, to measure the light wavelength and refractive indices of solids and liquids. In addition, it provides suitable beams for holographic study of phase objects and fabrication of diffraction gratings.

    Keywords: interferometry, metrology, beam splitting, fringe modulation, Moiré technique
  • A Abdi Saray *, N Bakhshi, B Mohammadi Pages 701-705

    In this paper, the decay of the  meson into two vector mesons  and  is investigated.The first observation of the decay was reported in 2017 by LHCb collaboration, they have obtained the value of B () = (5. 01 ± 053 ± 0.27 ± 0.06)×10-4. In this study, the Feynman diagram of  decay is drawn based on the standard model. In particular this diagram shows that the decay consists of tree-exchange internal w-emission graph and penguin- suppressed graph. The coefficients of a2, a3, a5 and a7 are calculated in the NLO scale. The branching ratio is calculated using the QCD factorization method, numerical values in the NLO (at mb scale) scheme is 5.33×10-4, for which are in good agreement with the experimental results. The more calculations accuracy increases, the b quark mass scales come down corresponding to that. The best answer close to the experimental value is in NLO scheme at mb scale of QCDF approach.‎

    Keywords: B meson decay, factorization method, Feynman diagram, form factor, decay rate, branching ratio
  • M Moshkelgosha*, FS Khalili Yazdi Pages 707-714

    Recently, the production of high-speed ions has attracted the attention of researchers because of the important applications in fusion and medicine applications. In this study, the production of energetic ions of tens of giga electron-volts in the interaction of a femtosecond laser with a very thin layer of plasma has been investigated using Particle in Cell LIPIC ++ Code. Access to such energetic ions become possible by using a two color laser beam including the first and third harmonics and by means of the proper selection of many effective factors such as the ratio of intensities and relative phases of the two harmonics, material, charge and thickness of the target, angle of the incident pulse , the duration and intensity of the laser pulse, and the density of the plasma. The intensity of the laser is not relatively high in respect to the rate of acceleration, and it can be hoped that the proposed conditions will be appropriate way to produce highly energetic ions with energies greater than 35 GeV.

    Keywords: acceleration of ions, relativistic thin film
  • SH .Shahidi Pages 715-724

    In this paper we will consider cosmological implications of the Rastall theory with a non-minimal coupling with baryonic matter fields. In Rastall theory, the matter energy-momentum tensor is not conserved and the non-conservation is related to the curvature. We will generalize this relation to become dependent on both curvature and matter fields. Cosmology of the model shows more matter abundance compared to the model. We will show that the dynamical system of the model is the same as with an additional degree of freedom.

    Keywords: cosmology, modified gravity, Rastall theory, matter couplings
  • A .Abedini, A .Dehghan Anari Pages 725-734

    Oscillations in various structures of the solar atmosphere, such as transverse (kink) oscillations of coronal loops, can be used in seismology. Transvers kink oscillations of coronal loops are often accompanied by solar flares. Despite the intensive study of kink oscillations of coronal loops in recent years, the excitation mechanism of these oscillations are still not known. In this paper, we aim to clarify the excitation mechanisms of transverse oscillations of coronal loops. For this purpose, first 458 oscillation events were identified by the Atmospheric Imaging Assembly (AIA) onboard the Solar Dynamics Observatory (SDO) during its first ten years (2010–2019) with the use of the Helioviewer, JHelioviewer and Heliophysics Events Knowledgebase (HEK). Then, the association of these oscillation events with probable mechanism for exciting the kink oscillations such as flares, lower coronal eruptions and plasma ejections, and coronal mass ejections bursts were listed. Finally, about 138 suitable kink oscillations out of 485 oscillations with high-amplitude, long oscillation period and visible through the naked eye that were accompanied with other probable excitation mechanism of kink oscillations, were selected. This statistical analysis of the transverse oscillation coronal loops showed that that 102 of these 138 oscillation events (74 %) were associated with lower coronal eruptions or plasma ejections. About 38 oscillations out of 138 transverse oscillations (27.5%) were associated with coronal mass ejections/eruption. Also, 65 events (47 %) were associated with flares. The required speed of hypothetical drivers of transverse oscillations were calculated. The magnitude values of calculated speeds for shock wave of flares were found to be lower than 500±100 km/s in 87% of the cases. Also, the magnitude values of speeds for lower coronal mass eruption/ejection were obtained to be lower than 500±125 km/s in 94% of the cases. The magnitude values of these speeds are acceptable for lower coronal mass eruption/ejection. But, such low speeds do not favor the association of the oscillation excitation with a shock wave of flares, as usually assumed. Also, statistical analysis of start time and time difference of hypothetical drivers of transverse oscillations showed that there is no clear correlation between them. The results of this study indicated that shock wave of flares cannot be the main cause of transverse oscillations of coronal loops. So, this analysis shows that the most probable excitation mechanism of the kink oscillations of coronal loops are eruptions or plasma ejections rather than the blast shock waves ignited by flares. ‎

    Keywords: Sun, corona- Sun, transvers (kink) oscillations of coronal loops excitation mechanisms of transverse kink oscillations of coronal loops
  • M .Amini, M. Soltani, E .Ghanbari Adivi, Z. Gholami Pages 735-747

    The study of many-body quantum systems, that fail to thermalize in the presence of disorder, has recently attracted lots of interests. This is due to the appearance of the many-body localized phase and breakdown of eigenstate thermalization hypothesis in such systems which can be described by the local integrals of motion. In this paper, we consider a disordered spin chain in the many-body localized phase and try to study the dynamics of entanglement generation in this system using the local integrals of motion. To this end, we, first, solve the non-interacting system analytically to describe the mechanism of entanglement generation for different kinds of initial states, exactly. Then, we generalize this approach to the interacting system to learn the dynamics of entanglement generation. Finally, we discuss the physical meaning of different behaviors in the dynamics of entanglement generation in the presence and absence of interaction.‎

    Keywords: many-body localization, Anderson model, entanglement entropy, local integrals of motion
  • A. Bananej, R. Shiri, H .Shahrikhabadi, T. Fathollahi Khalkhali Pages 749-758

    In this study, an efficient and compact optical device for slowing light in corrugated photonic crystals with different corrugation patterns are discussed. The proposed structure shows relatively large group delay with wide bandwidth and approximately zero group velocity dispersion in near-infrared region. Also, due to the zero group velocity dispersion applied on transmitted pulse, high quality pulse can be obtained by using this approach. For comparison, three different photonic crystal structures containing triangular, sinusoidal and graded sinusoidal corrugation patterns were investigated. The group index as much as 5 with the bandwidth about 50 nm is achieved in the sinusoidal corrugated photonic crystal with 8 μm length. This slow-light structure is very promising for application in quantum memories.

    Keywords: corrugated photonic crystal, group delay, dispersion, slow-light, near-infrared, quantum memory
  • F .Tahamipour Zarandi, M .Hassanvand Pages 759-764

    Bound state equations are mostly solved in partial-wave truncated basis. In partial-wave method, we need to consider many partial waves to reach the accurate results. In this paper, we avoid partial-wave decompositions and directly work with vector variables to solve homogeneous and inhomogeneous Lippmann-Schwinger equations. We study binding energies of deuteron and atomic hydrogen using three-dimensional approach.

    Keywords: Lippmann-Schwinger equation, homogeneous, inhomogeneous, three-dimensional approach, deuteron, atomic hydrogen
  • R. Riahi, S. Z. Kalantari Pages 765-774

    Using the density-dependent equation of states to describe the matter of rotating neutron stars, we construct equilibrium configurations of rotating neutron stars. The interaction between baryons is described by exchanging the scalar and vector mesons in the relativistic mean-field theory. The mesons coupling coefficients are functions of the environmental density. The sequence of equilibrium states is calculated for the four frequencies observed for rotating neutron stars namely, 25, 317, 716, and 1122 Hz. These sequences are constrained by static, Keplerian (mass-shedding sequence), and secular axisymmetric instability sequences. This allows the radius and mass range of the stars will be obtained in each of the models. We can also calculate the parameters of the fastest rotating star described by each model.

    Keywords: rotating neutron stars, Mean Field Approximation, equation of state, density-dependent interaction, Einstein field equations
  • A .Shayesteh, E. Falatooni, M .Motallebipour Pages 775-782

    Potential energy surface was calculated for the ground electronic state of the triatomic ion ClO2− using the coupled-cluster method CCSD(T). Calculations were carried out for 1200 points on the potential energy surface, and the calculated points were fitted to the potential energy expression in terms of the internal coordinates, from which the quadratic, cubic and quartic force fields were determined. Using the second-order rovibrational perturbation theory, harmonic vibrational frequencies, anharmonicity constants and several other spectroscopic parameters were calculated, and accurate fundamental vibrational frequencies were obtained. Also, the energies of 30 lowest vibrational levels were calculated using the anharmonicity constants.

    Keywords: potential energy surface, coupled cluster method, quartic force fields, vibrational anharmonicity
  • H .Falinejad, S .Falahati Pages 783-791

    In this research, by assuming that the vacuum electric field fluctuations can convert a molecule (or an atom) into an oscillating electric dipole, the interaction potential of the two atoms or two non-polar molecules is calculated in terms of the molecular polarizabilities and the distance between them. Considering the net electric field at the position of a molecule as a sum of the vacuum electric field and the electric field due to the induced electric dipole of the other molecule, and substituting in the quadratic stark shift formula, the interaction potential of the two molecules is related to the vacuum electric field correlation function. By writing the interaction potential in terms of the imaginary parts of vector potential Green function tensor components (via the fluctuation- dissipation theorem and Kubo’s formula in statistical mechanics) and computing the required Green function components, the interaction potential between the two molecules is evaluated. The small and large distances limits of the general formula investigated and the consistencies with the previous works are shown.‎

    Keywords: vacuum electric field, quadratic Stark efect, molecular polarizability, electric field correlation function, fluctuation- dissipation theorem, vector potential Green function
  • I. Abdolhosseini Sarsari, F. Ferdowsi Pages 793-809

    Arsenene is one of the members of a large group of two-dimensional structures that in the present project, we have investigated the single layer structure and its nanoribbons based on density functional theory. In this study, after calculating the single layer band structure, we discussed the effect of width on the band structure of nanoribbon from the angle of quantum limiting phenomenon. The results show the different effect of quantum limiting phenomenon on different points of each band in the band structure, which is the cause of indirect-direct gap transition due to the reduction of the width of armchair nanoribbon. Also, the electrical conductance properties of arsenene single layer have been obtained by calculating the mobility of load carriers and the effect of uniaxial strain of crystalline structure on them has been investigated. In order to investigate the mobility, crystalline structure defects have been neglected and only phonon dispersion is considered based on Takagi relationship. In this process, the focus is not on the quantitative accuracy of the obtained values for the mobility of load carriers and the existing anisotropy between mobility in the two directions of armchair and zigzag has been the focus of the discussion. The results of the calculations show a significant anisotropy of mobility in the two directions of armchair and zigzag and the effect of uniaxial strain of crystal structure on it. Also, a significant difference between the mobility of electrons and holes in the direction of armchair is one of the key results.

    Keywords: nanoribbon, bandstructure, mobility, anisotropy
  • M. Ghasemnezhad Pages 811-820

    In this study, we have considered time dependent evolution of advection dominated accretion flow (ADAF) in the presence of the toroidal magnetic field and radial viscosity. We have used time-dependent self-similar solutions for solving the 1D MHD equations in the spherical coordinates in the equatorial plane () and we have neglected terms with any θ and φ dependence. While the azimuthal viscosity υ as the turbulence factor in transporting the angular momentum and α-prescription for kinematic coefficient of viscosity is used in the most previous studies, recent studies show the disc structure can also be affected by the radial viscosity υr. In this work, we have assumed that the ratio is a dimensionless parameter 𝜉. We use ξ and β variables as free parameters to consider the effects of magnetic field and radial viscosity. The solutions indicate a transonic point in the accretion flow. This point approaches to outward by increasing the magnetic field and radial viscosity. Also, by adding strength of the magnetic field, the radial-velocity of the disc decreases and the disc compresses. Also, the flow is sub-Keplerian at all radii. The 𝜉 parameter has the same behavior in the inner and intermediate regions of the flow but in the outward of the flow, by adding the 𝜉 parameter, accretion rate increases and hence, it is expected that the disc has a shorter lifetime with radial viscosity.

    Keywords: accretion, accretion disc, magnetic field
  • S .Z .Moayedian, A. Karimian, MH. Alamatsaz Pages 821-832

    Proton therapy is one of the best methods of treatment for liver cancer. In this research, the main parts of proton therapy system, with passive scattering nozzle, including range-modulating wheel, energy-compensated contoured scatterer and collimators were simulated. Then the proton absorbed dose in healthy and tumoral tissues was calculated by simulating the proton therapy of liver tumors. Furthermore the secondary neutron dose, that increases the risk of secondary cancers, was calculated. For this purpose, the neutron equivalent absorbed dose in tumor and healthy tissues were calculated. Furthermore, the MIRD phantom was located in front of the output of the proton therapy system. By simulating the proton therapy for tumor in depth of 11 cm in the liver with mean source energy of 200 MeV, the absorbed dose of proton in tumor estimated as 3.32 × 10-12 Gy/particle that is 7.26 times more than proton dose in healthy parts of liver. This ratio showed that tumor absorbs the maximum dose, while the healthy tissue absorbs the minimum dose. In the next step, the same procedure was done with mean source energy of 180 MeV for tumor in depth of 6 Cm. According to the results, the proton absorbed dose in tumor was 1.94 × 10-12 Gy/particle that is 9 times more than proton absorbed dose in healthy tissue. Also the maximum neutron equivalent absorbed dose in healthy tissue is of the order of 10-14 Sv that can be ignorable in comparison with proton treatment effects of proton therapy.

    Keywords: proton therapy, liver cancer, dosimetry
  • S. Haseli Pages 833-839

    Quantum theory sets a bound on the speed of quantum evolution. The shortest time needed for a quantm system to evolve from an initial state to the target state is known as the quantum speed limit time. The study of this time in open and closed quantum systems has been the subject of much work in quantum information theory. Quantum speed limit time is inversely related to the evolution rate of a quantum process. This relation is such that the speed of evolution decreases with increasing quantum speed limit time and vice versa. In this work we study the QSL time for the case in which a qubit interacts with a quantum critical environment. We choose the environment to be an Ising spin chain in a transverse field. It is observed that for the quantum speed limit time has a direct relation with quantum coherence of the initial state of the system. We will also study the effect of perturbation coupling on quantum speed limit time. It is observed that the quantum speed limit time decreases with increasing the coupling parameter. It is also observed that the quantum speed limit time decreases with increasing the number of spin in spin chain.

    Keywords: quantum speed limit, Open quantum system, Quantum critical environment