فهرست مطالب

پژوهش فیزیک ایران - سال بیست و سوم شماره 1 (بهار 1402)

مجله پژوهش فیزیک ایران
سال بیست و سوم شماره 1 (بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/06/11
  • تعداد عناوین: 25
|
  • سمیرا شیخی*، محمود پیامی شبستر، محمدرضا باسعادت صفحات 1-6
    در این مطالعه اثر نقیصه های نقطه ای بر رسانش حرارتی دی اکسید اورانیوم بررسی شده است. به طور خاص اثر اکسیژن بین نشین و تهی جای مورد توجه بوده است. با حل معادله ترابرد فونون بولتزمن با استفاده از تقریب زمان واهلش، رسانش حرارتی دی اکسید اورانیوم برای ابرسلول های  UO2 ، UO2+0.25 و UO2-0.25 به دست آمده است. ننتایج نشان دادند که افزودن هر نقیصه ای در ساختار شبکه دی اکسید اورانیوم، رسانش حرارتی را به طرز چشمگیری کاهش می دهد.  همچنین نتایج نشان دادند که تغییرات رسانش حرارتی ابرسلول UO2-0.25 بسیار کمتر از UO2+0.25 در بازه دمایی 300 تا 1000 کلوین است.
    کلیدواژگان: دی اکسید اورانیوم، معادله فونون بولتزمن، رسانش حرارتی، مسافت آزاد میانگین فونونی، نقیصه
  • مهدی حسینی*، فاطمه طبیبی صفحات 7-13
    مقاومت مغناطیسی بزرگ به دلیل کاربرد های فراوان آن در شاخه های مختلف از جمله ساخت حسگر های مغناطیسی مورد توجه زیادی قرار گرفته است. حالت مهمی از این نوع مقاومت، مقاومت مغناطیسی خطی ناشی از ناهمگنی توزیع بار است. مقاومت مغناطیسی رسانای ناهمگن به وسیله مدل شبکه ای مقاومت دو بعدی شبیه سازی می شود. در مدل شبکه ای، واحد مقاومت قرص دایره ای همگن با چهار پایانه جریان و اختلاف پتانسیل بین پایانه ها در نظرگرفته و جریان ها و اختلاف پتانسیل ها به وسیله ماتریس امپدانس به یکدیگر مرتبط می شوند و میدان مغناطیسی اعمالی عمود برشبکه است. در این مقاله تغییرات مقاومت مغناطیسی برای شبکه ای شامل دو زیرسامانه با مقاومت های متفاوت با چینش مورب را مطالعه و بررسی می کنیم. نتایج نشان می دهد تغییرات مقاومت مغناطیسی سامانه ناهمگن به نسبت مقاومت دو ماده و همچنین مکان مرز بین آنها بستگی دارد. علاوه براین مشاهده شد که برای مقادیر بزرگ نسبت مقاومت یا ناهمگنی بالا امکان وجود قله در تغییرات مقاومت وجود دارد.
    کلیدواژگان: مقاومت مغناطیسی بزرگ، شبکه مقاومتی دوبعدی، ناهمگنی
  • حسین زاهد*، مریم اصغرزاده صفحات 15-24
    در این مقاله نوسانات الکترومغناطیس یک مغناطوپلاسمای کوانتومی غیر یکنواخت الکترون-پوزیترون در اندرکنش با تب کوتاه لیزری را، در تقریب بسامد کوتاه، در دو راستای موازی و عمود برجهت انتشار لیزر مورد بررسی قرار داده ایم. با توجه به بررسی ها، امواج در جهت موازی بیشترین تاثیر را از نیروی اثرگذار لیزر دارند. تصحیحات کوانتومی باعث تغییر اندازه این نیرو شده و بنابراین باعث تغییر سرعت فاز و گروه این امواج و همچنین میزان ناپایداری آنها می شود. در جهت موازی، مقدار پارامترهای اولیه چگالی و سرعت شاره ای به صورت مستقیم بر امواج موازی تاثیر می گذارند و تاثیر این امواج از میدان مغناطیسی خارجی فقط به واسطه حضور لیزر است. همچنین جذب تب لیزری در پلاسما باعث تقویت امواج پلاسمایی در جهت انتشار لیزر شده و باعث میرایی آنها در جهت مخالف این انتشار است، در حالی که تقویت آن باعث میرایی امواج پلاسمایی در جهت انتشار تب لیزری شده و باعث رشد آنها در جهت مخالف می شود. امواج در جهت عمود علاوه بر تاثیر از مقادیر پارامترهای اولیه چگالی، سرعت شاره ای و میدان مغناطیسی، تحت تاثیر اندازه گرادیان های عرضی این کمیت ها نیز هستند (در حالی که این گرادیان ها هیچ تاثیری بر روی امواج موازی ندارد). همین طور رفتار امواج در جهت عمود به صورت کامل به ازای حضور تک تک گرادیان های عرضی و تغییر مقادیر آنها  بررسی شده است. حضور هر کدام از این گرادیان ها نوع رفتارموج را به صورت کامل می تواند تغییر دهد. همچنین بررسی ها نشان داد که حضور گرادیان های عرضی چگالی اولیه و یا سرعت شاره ای هر کدام به تنهایی، نمی تواند امواج الکترومغناطیس را در جهت عمود راه اندازی کند؛ در حالی که گرادیان عرضی میدان مغناطیسی به تنهایی، عاملی برای راه اندازی امواج عمود است.
    کلیدواژگان: پلاسمای الکترون-پوزیترون، امواج الکترومغناطیس، اندرکنش لیزر-پلاسما، ناپایداری امواج، پلاسمای کوانتومی
  • امید بیات*، سید محمد موسوی نژاد صفحات 25-35
    تاکنون فرایندهای پراکندگی متفاوتی در مدل استاندارد ناجابجایی مطالعه و بررسی شده اند و حدودی برای پارامتر ناجابجایی تعیین شده است. در این مقاله، قصد داریم برای اولین بار فرایند تولید هادرون از نابودی زوج را در مدل استاندارد ناجابجایی مطالعه کنیم. در مطالعات تجربی تولید هادرون در نابودی زوج، گستره وسیعی از طیف انرژی برخورد () مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش با کار در محدوده انرژی  و با داشتن داده های آزمایشگاهی گروه بل برای سطح مقطع تولید مزون B در فرایند ، حد کمینه  را برای مقیاس ناجابجایی تعیین خواهیم کرد. در واقع با بررسی اثر ناجابجایی روی سطح مقطع دیفرانسیلی پارتونی () و همچنین تابع ترکش مزون و مقایسه سطح مقطع نظری و داده های آزمایشگاهی حد کمینه تعیین خواهد شد. با داشتن رابطه تحلیلی به دست آمده برای سطح مقطع نابودی زوج در مدل استاندارد ناجابجایی، می توان به ازای مقادیر متفاوت پارامتر ناجابجایی مقدار سطح مقطع را برای تولید هر مزون یا باریون تعیین کرد.
    کلیدواژگان: مدل استاندارد ناجابجایی، نابودی زوج، هادرون، پارامتر ناجابجایی، تابع ترکش، طیف انرژی برخورد
  • سعیده محمدی*، ایوب اسماعیل پور صفحات 37-44
    در این مقاله، ترابرد الکترونی برای یک سامانه متشکل از مولکول DNA دورشته ای با توالی تلومریک متصل به دو الکترود نیمه متناهی نانونوار سیلیسینی مورد مطالعه قرار گرفته است. این مطالعه، با استفاده از مدل تنگ بست و رهیافت تابع گرین مورد بررسی قرار گرفته است. با قرار دادن مولکول DNA در وسط دو الکترود نانونوار سیلیسینی شاهد کانال های عبور الکترون در سامانه هستیم و همچنین، نوع بازهای آلی متصل به الکترودها تاثیر به سزایی در ترابرد الکترونی سامانه را نشان دادند. محاسبات نشان می دهند که توالی های تلومریک مانند: TAGGGT، TTAGGG و GTTAGG نسبت به بقیه توالی ها بیشترین رسانش الکتریکی را دارند. ما دریافتیم که با کنترل ولتاژ گیت (دروازه) در سامانه می توان جریان یا رسانش بار را کنترل کرد. همچنین، با افزایش تعداد جفت بازهای آلی در سامانه، شاهد افزایش جریان بودیم و با کنترل تعداد جفت بازهای آلی می توان ویژگی های ترابردی را کنترل کرد. این توانایی کنترل، کاربرد فراوانی و نقش به سزایی در ساخت قطعات الکترونیکی دارد.
    کلیدواژگان: مولکول DNA، ترابرد الکترونی، مدارهای الکتریکی، رهیافت گرین
  • سیمین شیرین*، امیر مدنی، صمد روشن انتظار صفحات 45-53
    در این مقاله، کنترل الکتریکی جابه جایی جانبی پرتوهای بازتابی از یک بره نانوکامپوزیت کایرال ساختاری شبه همسانگرد به صورت نظری بررسی شده است. این محیط از یک ماده کایرال ساختاری شبه همسانگرد که در آن نانو ذرات نقره به طور تصادفی در محیط کایرال پراکنده شده اند، ساخته شده است. نتایج نشان می دهد که در غیاب میدان الکتریکی با بسامد پایین، ساختار هیچ گاف باند فوتونی ندارد  و جابه جایی جانبی نور بازتابیده از این ساختار بسیار ناچیز است. با اعمال میدان الکتریکی با بسامد پایین یک گاف باند فوتونی در طیف عبور ساختار ظاهر می شود که تنها از انتشار امواج قطبیده دایروی راستگرد جلوگیری می کند. در لبه های این گاف باند، جابه جایی های جانبی مثبت و منفی بزرگی مشاهده می شود. در این مقاله از خواص فوق الذکر برای طراحی سوییچ های الکترواپتیکی استفاده شده است.  همچنین نشان داده شده است که این جابه جایی های جانبی با تغییر زاویه تابش نور، کسر پرشوندگی نانوذرات فلزی و ضخامت بره قابل کنترل است.
    کلیدواژگان: جابه جایی گوس هانچن، شبه همسانگرد، کایرال ساختاری، کسر پرشوندگی و نانوکامپوزیت
  • مجتبی مکاری*، الهه بیگدلی، محمدحسن علامت ساز صفحات 55-63
    پرتوهای یونساز در اثر برهمکنش های فیزیکی و شیمیایی با DNA سلول ها، باعث ایجاد آسیب های اولیه و طولانی مدت در ماده وراثتی می شوند. این نوع آسیب ها عمدتا به صورت شکست های تک رشته ای و دو رشته ای در DNA ایجاد می شود و در صورت عدم ترمیم توسط سلول، می توانند به جهش های ماده وراثتی و یا مرگ سلول منجر شوند. در این پژوهش آسیب های ناشی از پرتوهای پروتون و همچنین یون های کربن که امروزه اهمیت بالایی در مطالعات پرتودرمانی دارند، در DNA سلول زنده با کد MCDS مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی دقت نتایج کد MCDS در این پژوهش، احتمال هر نوع شکست و بازده شکست های مختلف محاسبه شده و با نتایج کارهای قبلی با Geant4-DNA مقایسه شده است. نتایج این پژوهش، خصوصا از نظر شکست های دو رشته ای به نتایج محاسبه شده با کد Geant4-DNA بسیار نزدیک است. البته اختلاف هایی در نتایج نیز وجود دارد که به دلیل تفاوت در سطح مقطع های دو کد خصوصا در برهمکنش های یونیزاسیون و برانگیختگی و همچنین سرعت واکنش های شیمیایی رادیکال های شیمیایی است. نتایج این پژوهش در زمینه بازده شکست های دو رشته ای، می تواند در طراحی درمان با پرتوهای پروتون و یون های کربن بسیار مفید باشد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی مونت کارلو، آسیب DNA، پروتون، یون کربن، کد MCDS، شکست دو رشته ای
  • کیوان طبائی*، مجتبی شمسائی زفرقندی صفحات 65-72
    امروزه یکی از روش های دزسنجی در پرتودهی خارجی انجام محاسبات پیچش/برهم نهی با بهره گیری از کرنل دزجذبی فوتون است. کرنل دزجذبی برابر با توزیع دزجذب شده حول محل برهم کنش فوتون بر واحد تعداد برهم کنش های اولیه انجام شده درون یک حجم کوچک از ماده است. هدف از انجام این پژوهش محاسبه کرنل دزجذبی فوتون و مطالعه رفتار شعاعی و زاویه ای آنها است. در این پژوهش کرنل دزجذبی با روش مبتنی بر ابزار مونت کارلو Geant4 برای فوتون تک انرژی در بازه انرژیMeV 5-0٫3 در یک ماده همگن در مختصات کروی محاسبه شده است. به منظور مطالعه دقیق، مقدار آن براساس ذرات باردار تولیدشده در برهم کنش های متوالی فوتون گروه بندی شد. با توجه به نتایج، مقدار کرنل دزجذبی با افزایش زاویه ، نسبت به امتداد جهت فوتون اولیه، به سرعت کاهش می یابد. با افزایش فاصله شعاعی از محل برهم کنش، مقدار آن افزایش و سپس شدیدا کاهش یافت. کرنل دزجذبی برای فوتون با انرژی اولیه پایین حول محل برهم کنش تقریبا به صورت متقارن توزیع شد، درحالی که با افزایش انرژی اولیه، در زاویه های روبه جلو توزیع شد.
    کلیدواژگان: کرنل دزجذبی، دزسنچی، پیچش، برهم نهی، مونت کارلو، Geant 4
  • مسعوده رفیع، محسن دایی محمد*، مهدی زادسر، مرتضی سلطانی صفحات 73-78
    در این پژوهش، ابتدا ساختار یک نانونوار فسفرین دولایه معرفی می شود. سپس، برای ساختار ساده سازی شده ی این سامانه در حضور تهی جا تابع موج جایگزیده ای که منشا توپولوژیک دارد به شکل تحلیلی بررسی می شود و نتایج تحلیلی با روش عددی مقایسه می شود. در محاسبه عددی چگالی احتمال جایگزیده (LDOS) از رهیافت لاندایر- بوتیکر استفاده می شود. در آخر برای فسفرین دولایه، با لحاظ کردن پارامترهای بیشتر، تابع موج و انرژی حالت جایگزیده در حضور تهی جا به روش عددی گزارش شده است.
    کلیدواژگان: فسفرین دولایه، حالت جایگزیده، تهی جا
  • مجید شیردل هاور، بابک زارع* صفحات 79-84
    جفت شدگی قوی و بلندبرد دینامیک مغناطش دو لایه آنتی فرومغناطیس به واسطه فونون های منتقل شده توسط یک عایق غیرمغناطیسی مورد بررسی قرار گرفته است. دینامیک مغناطش در یکی از لایه های آنتی فرومغناطیس از طریق برهمکنش مغناطوکشسانی منجر به برانگیختگی فونون ها و پمپاژ آنها به لایه غیرمغناطیسی می شود. انتقال فونون ها، که با خود تکانه زاویه ای حمل می کنند، از طریق عایق غیرمغناطیسی از یک لایه آنتی فرومغناطیس به لایه دیگر، منجر به ایجاد به یک طرح تداخلی در طیف جذب می شود که بیانگر جفت شدگی دینامیک مغناطش دو لایه است.
    کلیدواژگان: آنتی فرومغناطیس، برهمکنش مغناطوکشسانی، جفت شدگی مگنون- فونون
  • معصومه قاسم خانی*، زینا حق گویان صفحات 85-97
    در این مقاله، مدل الکترودینامیک کوانتومی چهار بعدی با تقارن SIM(2) را در چارچوب نسبیت خیلی خاص در نظر می گیریم. ابتدا به بررسی تقارن همیوغ باری کنش در حد درختی (کلاسیک) پرداخته و نشان می دهیم که این کنش تحت تبدیل همیوغ باری ناورداست. سپس جهت بررسی اختلالی حفظ تقارن همیوغ باری در حد حلقه (کوانتومی)، روی نمودارهای تک- حلقه با تعداد فرد پای فوتونی متمرکز خواهیم شد. برای این منظور، با استفاده از رهیافت کنش موثر، شکل کلی توابع فرد-نقطه ای فوتون را به دست آورده و رفتار توابع یک و سه- نقطه ای فوتون را تحت تبدیل همیوغ باری مطالعه می کنیم. محاسبات ما نشان می دهد دامنه کل توابع یک و سه- نقطه ای صفر بوده و تقارن همیوغ باری در حد کوانتومی حفظ می شود.  در ادامه، با استفاده از روش غیر اختلالی، نشان می دهیم این تقارن در حد کوانتومی (در تمام مراتب) موجود بوده و دامنه تمام توابع فرد- نقطه ای فوتون صفر می شود.
    کلیدواژگان: تقارن SIM(2)، نسبیت خیلی خاص، تقارن همیوغ باری، توابع فرد- نقطه ای فوتون
  • فرهاد جعفرپور همدانی*، حمید وزینی حکمت صفحات 99-104
    بازنشانی یا راه اندازی مجدد در فیزیک فرایندهای تصادفی به اشکال متفاوت تعریف می شود. در این پژوهش یک گشت تصادفی یک-بعدی غیرمارکوف را در نظر می گیریم. در اینجا بازنشانی دینامیک سامانه را به نحوی تغییر می دهد که سامانه پس از بازنشانی ضمن از دست دادن تمام حافظه، به نقطه مشخصی در فضای پیکربندی می رود تا از آن نقطه مجددا شروع به تحول کند. در راستای مطالعه این سامانه غیرمارکوف به محاسبه تحول زمانی ممان ها و نیز رفتار زمان بلند آنها خواهیم پرداخت و اثرات بازنشانی را بررسی خواهیم کرد. محاسبات تحلیلی زمان بلند نشان می دهند که تابع توزیع احتمال در فضای پیکربندی به یک حالت پایا می رسد. از سوی دیگر حالت پایای سامانه هرگز به ازای هیچ مقداری از احتمال بازنشانی، توزیع گوسی نخواهد داشت. نشان خواهیم داد که بر خلاف حالت بدون بازنشانی ممان ها در زمان های بلند اشباع می شوند. این موضوع با انجام شبیه سازی مونت کارلو نیز تایید شده است.
    کلیدواژگان: بازنشانی، گشت تصادفی، فرایند غیرمارکوف، پابرجایی، معادله اصلی
  • قاسم امرایی راد، علی آرمان*، مریم صالحی، فاطمه حافظی، امیر زلتی صفحات 105-114
    امروزه با گسترش کاربرد لایه های نازک در صنعت و علوم پزشکی، روش های تولید آنها نیز مورد توجه قرار گرفته است. یکی از آن روش ها، روش تبخیر مواد به کمک تفنگ الکترونی است. مهم ترین بخش در تفنگ الکترونی، اپتیک الکترون است که وظیفه تولید و شتابدهی به الکترون را به عهده دارد؛ به طوری که با اصلاح و کنترل هر چه بهتر ویژگی های پرتو الکترونی (شکل و قطر پرتو) در محل هدف، امکان تبخیر مواد دیرگداز در مدت زمان کوتاه تر ممکن می شود. کاهش و کنترل قطر پرتو در این منبع تبخیر به پارامترهای مختلفی از جمله هندسه دستگاه، شدت میدان مغناطیسی، توان الکتریکی و... وابسته است. از این‎رو در این کار پژوهشی با انجام آزمایش های تجربی و استفاده از نرم افزارهای المان محدود و مدل سازی به بررسی اثر آن پارامترها پرداخته شد. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داد که اثر پارامترهای موثر بر قطر پرتو تا حد خوبی قابل پیش بینی است و می توان با تغییر در شکل هندسی، ابعاد و موقعیت اجزای تفنگ الکترونی ، قطر پرتو الکترونی را کاهش داد. در ادامه با اعمال این تغییرات در ساخت دستگاه و انجام آزمایش های تجربی، تفنگ الکترونی جدید در مقایسه با نمونه اولیه موجود، بهینه و قطر پرتو آن با %40 کاهش، متمرکزتر شد‏.
    کلیدواژگان: منبع تبخیر الکترون، پرتو، اپتیک، شبیه سازی
  • مریم روشن بین، حسن علی نژاد*، حسین آکو صفحات 115-124
    مهم ترین ویژگی غیرخطی در پاسخ الکتروآنسفالوگرام (EEG) به تحریک خارجی مغز، تولید هارمونیک ها و کشش بسامدی است که ناشی از برهمکنش بین محرک خارجی و نوسانات مغز است. در این مقاله، با استفاده از مدل پیوسته میدان عصبی در سامانه کورتکس-تالاموس، دینامیک غیرخطی مغز و تولید هارمونیک ها را در پاسخ به تحریک خارجی دوره ای بررسی می کنیم. ابتدا با معرفی مدل کامل و فشرده میدان عصبی، معادلات حاکم بر تحول پتانسیل مغز را به دست می آوریم. سپس با استفاده از روش اختلال کاهش یافته و مقیاس های زمانی چندگانه نشان می دهیم که پاسخ نوسانات مغز در هارمونیک های متفاوت، بسامد نوسانات خارجی است که مرتبط با سیگنال های EEG ثبت شده از نمونه های انسانی در وضعیت بیداری است. در انتها با شبیه سازی مدل کامل میدان عصبی، طیفی از تولید هارمونیک ها در بسامد های متفاوت تحریک خارجی به دست آمده است که مرتبط با نتایج تجربی برهمکنش تحریک وابسته به نور با مغز است.
    کلیدواژگان: مدل میدان عصبی، سامانه کورتکس-تالاموس، تحریک وابسته به نور، تولید هارمونیک ها
  • زعفر ریاضی*، مهناز جدی چروده، علیرضا جوکار، سید امین سیدی صفحات 125-138
    یکی از روش‏های ارزیابی بر خط برد پروتون در پروتون درمانی زمان پرواز گامای آنیTOF است. در این روش طیف زمان گیری گامای آنی یا طیف PGT بر مبنای اختلاف زمان ورود پروتون به ماده و زمان آشکارسازی گامای آنی اندازه گیری می ‏شود. در این مطالعه، فانتوم همگن PMMA و فانتوم‏ های PMMA با لایه ای‏ از جنس استخوان یا حفره هوا، با ابزار GEANT4 شبیه‏ سازی شد. این اهداف با باریکه مدادی پروتون با انرژی اولیه MeV 150 مورد تابش قرار گرفته ‏اند و طیف PGT حاصل از آنها توسط آشکارسازهای سوسوزن ثبت شد. سپس یک کد در نرم ‏افزار متلب برای حل تحلیلی سینماتیک حرکت پروتون در فانتوم تنظیم شد و طیف PGT حاصل از شبیه ‏سازی با ابزار GEANT4، به عنوان ورودی به این کد نرم افزاری داده شد و طیف مکان گسیل گامای آنی در فانتوم به دست آمد. در این مطالعه، اثر ‏جنس و موقعیت لایه‏ های ناهمگن بر روی طیف PGT و طیف مکان گسیل گاماهای حاصل از تبدیل PGT، مورد تحقیق قرار گرفت.از مقایسه طیف مکان گسیل گامای آنی حاصل از تبدیل طیف PGT، با قدرت توقف حاصل از شبیه‏ سازی با ابزار GEANT4 ، مشاهده شد تغییر برد و تغییر محل انباشت انرژی حاصل از یک ناهمگنی درPMMA ، نسبت به فانتوم مرجع ارتباط معنا داری دارد. وجود یک لایه ناهمگن از جنس استخوان و حفره هوایی با ضخامت  mm10 برد پروتون را نسبت به برد آن در فانتوم مرجع به ترتیب mm  4 و  mm9/6 جا‏به جا می‏ کند و قدرت توقف برای این حالت‏ ها به ترتیب mm 4/8  و mm  9/9 نسبت به قدرت توقف فانتوم مرجع جابه جا می ‏شود. بنابر‏این طیف PGT منعکس کننده زمان انتقال پروتون در ماده است و امکان تعیین مکان گسیل گاما و امکان تایید تحویل دز به بدن بیمار را فراهم می‏ کند.
    کلیدواژگان: پروتون درمانی، نظارت برخط برد پروتون، زمان پرواز گامای آنی، PGT، GEANT4
  • اعظم مانی* صفحات 139-151
    ما به بررسی پدیده انتقال انرژی و اسپینی در یک زنجیره آیزینگ یک بعدی که دو انتهایش به دو حمام گرمایی مجزا در دماهای متفاوت متصل است، می پردازیم. با لحاظ کردن تقریب بورن مارکوف و فرض اندرکنش ضعیف، تحول سامانه را از نوع مارکوف در نظر گرفته و با استفاده از رویکرد جمعی، صراحتا عملگرهای لیندبلاد را به دست آورده، حالت پایای سامانه را به دست می آوریم. همچنین دینامیک انرژی و برانگیختگی ها در دو سر زنجیره را مطالعه می کنیم. سپس همین مسیله را با رویکرد موضعی پدیده شناختی بررسی کرده و نشان می دهیم که حالت پایا و همچنین نتایج جریان انرژی و اسپینی به دست آمده از دو رویکرد یکسان نیستند.
    کلیدواژگان: تقریب بورن مارکوف، تحول مارکوفی، رویکرد سراسری، رویکرد موضعی
  • مریم علیان نژادی*، پریسا بهشتی گزل آباد سفلا، امیرعلی مسعودی صفحات 153-165
    سرطان مغز کمترین درصد امید به زندگی در بین سرطان های مختلف را دارد و این سرطان بیش از سایر سرطان ها باعث مرگ افراد زیر 40 سال شده است. بنابراین، در این مقاله درمان سرطان مغز با روش غیرتهاجمی نور-گرما درمانی و با به کاربردن نانومیله های طلا مورد بررسی قرار می گیرد و تاثیر عوامل مختلف از جمله توان تابش و تمام پهنا در نصف ارتفاع بیشینه (FWHM) توزیع فضایی تابش لیزر بر موفقیت فرایند درمان مورد ارزیابی قرار می گیرد. شبیه سازی ها با حل معادلات سه بعدی انتقال زیست-گرمایی پنس، قانون بیر - لامبرت و در حضور نانومیله های طلا و با توزیع فضایی گوسی باریکه لیزر و همچنین شرایط اولیه و مرزی با روش اجزای محدود (FEM) انجام می شود. نتایج بررسی ها نشان می دهد که توان و شعاع لکه تابش لیزری دو کمیت مهم در موفقیت درمان هستند. این دو کمیت بر دز انرژی گرمایی دریافت شده توسط بافت سرطانی تاثیر گذاشته و میزان دما و کسر تخریب نقاط مختلف بافت و غده را کنترل می کنند. همچنین، شعاع های باریکه لیزری کوچک تر و بزرگ تر از R1/1 (R شعاع غده مغز است) منجر به اختلاف دمای به ترتیب بیشتر و کمتر در نقاط مختلف غده می شود. بیشترین دما و تغییرات دما با زمان در همه شرایط در نقطه مرکزی غده که نور لیزر وارد بافت سرطانی می شود، وجود دارد. علاوه براین، افزایش توان از 5/0 به 1 وات باعث افزایش دمای نقاط مختلف بافت غده می شود و فرایند تخریب بازگشت ناپذیر همچنان پس از خاموش شدن لیزر نیز به دلیل قرار گرفتن نقاط غده در دمای بالاتر از 42 درجه سانتی گراد و نیز انتقال گرما به دلیل رسانش و همرفت ادامه دارد.
    کلیدواژگان: سرطان مغز، درمان غیرتهاجمی، لیزر درمانی، نانوساختارهای فلزی، نور-گرما درمانی
  • علی حیدرنیا، حمیدرضا قمی* صفحات 167-175
    در این مقاله، لایه های نازک کربید زیرکونیوم (ZrC) با استفاده از روش کندوپاش مغناطیسی واکنشی بر روی زیرلایه های آلومینیوم و شیشه تولید شدند. از مطالعه نسبت های مختلف گاز استیلن (C2H2، گاز واکنشی) در مخلوط گازی استیلن و آرگون (گاز کندوپاشی) مشخص شد این نسبت تاثیر بسزایی در خواص میکروساختاری و رفتار خوردگی لایه های نازک کربید زیرکونیوم و در نتیجه بهبود مقاومت به خوردگی آلومینیوم دارد. برای شناسایی خواص میکروساختاری لایه های نازک ZrC از پراش پرتو ایکس (XRD)  استفاده شد. به منظور بررسی رفتار خوردگی این پوشش ها، از آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیکی و آزمون طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محلول 5/3 درصد NaCl بهره گرفته شد. همچنین از میکروسکوپ الکترونی روبشی به منظور بررسی ریخت شناسی سطح و ضخامت پوشش ها استفاده شد‏.
    کلیدواژگان: خوردگی، پلاریزاسیون پتانسیودینامیکی، کربید زیرکونیوم، لایه نازک، کندوپاش مغناطیسی
  • علیرضا نورمندی پور* صفحات 177-186
    در این مقاله، ابتدا یک سامانه شامل دو کاواک اتلافی را که در هرکدام از آنها یک اتم دوترازی قرار دارد معرفی می کنیم. هرکدام از اتم ها تحت تاثیر یک میدان لیزری کلاسیکی قرار دارند که باعث جابه جایی ترازهای انرژی آنها می شود. ارتباط بین دو کاواک توسط جمله برهم کنشی میدان-میدان آورده می شود. از مدل گاردینر-کولت برای توصیف اتلاف در این تحقیق استفاده می کنیم. بعد از معرفی هامیلتونی سامانه، با استفاده از تکنیک فانو، و معرفی دو مجموعه عملگرهای جدید، هامیلتونی سامانه را ساده تر می کنیم. همچنین، با معرفی پایه های پوشاننده اتمی، هامیلتونی سامانه به یک شکل قابل حل درخواهد آمد. سپس، با استفاده از تکنیک تبدیلات لاپلاس، معادله وابسته به زمان شرودینگر را حل کرده و شکل صریح تابع موج سامانه را در هر لحظه از زمان پیدا می کنیم. با داشتن تابع موج سامانه اتم-اتم و با استفاده از معیار توافق، دینامیک درهم تنیدگی سامانه را در دو رژیم برهم کنشی قوی و ضعیف متناظر با رژیم غیرمارکوفی و مارکوفی بررسی می کنیم. نتایج نشان می دهند که هیچ حالت پایداری از درهم تنیدگی در این سامانه وجود نخواهد داشت. همچنین نشان خواهیم داد که میدان لیزری کلاسیکی نقش سازنده ای در حفظ درهم تنیدگی اولیه و همچنین درهم تنیدگی تولیدشده خواهد داشت.
    کلیدواژگان: سامانه های کوانتومی باز، درهم تنیدگی، هامیلتونی گاردینر-کولت
  • محمدرضا پهلوانی*، حسین کریمی صفحات 187-194
    بازده ایزوتوپی و نیمه عمر شکافت خودبه خودی ایزوتوپ های  (_ 104^266)Rf و (_104^268)Rf هسته ابرسنگین رادرفوردیوم محاسبه و با مقادیر تجربی مقایسه شده است. برای هر جفت پاره های شکافت، احتمال تونل زنی از سد شکافت و ثابت واپاشی با استفاده از روش WKB محاسبه و از مجموع ثابت واپاشی دو پارگی های محتمل، ثابت واپاشی کل و سپس نیمه عمر شکافت خودبه خودی دو ایزوتوپ را به دست آوردیم. برای محاسبه سد شکافت واپاشی از پتانسیل هسته ای مجاورتی به علاوه پتانسیل کولنی استفاده کرده ایم (به علت زوج-زوج بودن دو ایزوتوپ، اسپین هسته ها صفر و بنابراین پتانسیل گریز از مرکز صفر در نظر گرفته شده است). سد پتانسیل شکافت بر حسب عدد جرمی پاره شکافت برای دو ایزوتوپ رسم شده است. معمولآ شکافت خودبه خودی در هسته های ابرسنگین به گونه ای رخ می دهد، که انرژی تحریکی هسته مادر، کم و بنابراین تعداد نوترون های گسیل شده به همراه شکافت کم و قابل صرف نظر کردن می شود. بدین سبب در این روش که به شکافت سرد معروف است معمولآ از گسیل نوترون به همراه شکافت صرفنظر می شود. بهره های ایزوتوپی محاسبه شده برای دو ایزوتوپ (_ 104^266)Rf و (_104^268)Rf برای دو پارگی های محتمل، نشان داده شده است که تولید دو پاره (_52^134)Teو(_52^132)Te به ترتیب برای ایزوتوپ های  (_104^266)Rf و (_104^268)Rf بیشترین بهره را دارند. وجود اختلاف خیلی کم بین مقادیر محاسبه شده و مقادیر اندازه گیری شده نشان دهنده اعتبار و دقت روش مورد استفاده است.
    کلیدواژگان: شکافت خودبه خودی، بازده ایزوتوپی، هسته ابرسنگین، نیمه عمر، سد پتانسیل
  • رضا فتحی*، سعیده امیری بیدوری صفحات 195-204
    در کار حاضر یونش یگانه اتم هلیوم از حالت پایه و اولین حالت برانگیخته در برخورد با یون های کربن برهنه (6+C) با انرژی 100 مگا الکترون ولت بررسی شده است. سطح مقطع جزیی کامل با استفاده از روش اختلالی موج واپیچیده پیوسته چهارجسمی در حالت پسین محاسبه شده است. اثرات همبستگی استاتیکی الکترون ها با انتخاب تابع موج سیلورمن برای حالت پایه اتم هلیوم وارد مسیله شده است. نتایج سطح مقطع جزیی کامل در صفحات سمتی مختلف برای الکترون های یونیزه شده با انرژی 5/6 الکترون ولت و اندازه حرکت انتقال یافته 0.75 در واحد اتمی با نتایج تجربی و نتایج نظری مبتنی بر فرمول بندی سه جسمی مقایسه شده است. همچنین تغییرات سطح مقطع دیفرانسیلی کامل در صفحه پراکندگی برای الکترون های یونیزه شده با انرژی ها و اندازه حرکت های انتقال یافته متفاوت در مقایسه با نتایج تجربی و نظری مورد مطالعه قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: منبع تبخیر الکترون، پرتو، اپتیک، شبیه سازی
  • پری ناز شیخ انصاری، شانت باغرام* صفحات 205-214
    مدل استاندارد کیهان شناسی LCDM بسیاری از مشاهدات کیهانی مانند طیف توان تابش زمینه کیهانی و ساختارهای بزرگ مقیاس را به خوبی توصیف کرده است. اما مشکلاتی نظیر تنش در پارامترهای کیهان‎شناسی، علاوه بر مسایل بنیادی فیزیک ماده وانرژی تاریک باعث شده است که مدل هایی به عنوان  جایگزین های مدل استاندارد پیشنهاد شوند. یکی ازاین مشاهدات، تنش جریان توده است. در مدل استاندارد انتظار داریم که سرعت خاصه ای که از ساختارها رصد می کنیم با افزایش انتقال به سرخ کاهش یابد، اما در بسیاری از موارد سرعت خاصه مشاهده شده رفتار کاهشی نداشته اند.  در این مقاله،  با استفاده از نظریه اختلال خطی، جریان توده و پارامتر  fsigma_8 را در مدل های جایگزین uLCDM و XCDM به دست آوردیم و آنها را با داده های رصدی مقایسه کردیم.  مدل uLCDM جریان  توده بیشتتری را  پیش بینی می کند ولی نتوانسته مشکل تنش  sigma_8 ررا حل کند. از سوی دیگر مدل بازسازی پارامتر هابل ، سرعت توده کمتری را نسبت به  مدل استاندارد پیش بینی می کند اما تنش sigma_8 در این مدل بهبود یافته است.
    کلیدواژگان: تشکیل ساختار، نظریه اختلال خطی، سرعت توده، تنش های کیهان شناسی
  • لیدا بابازاده حبشی*، منیر کمالیان، مریم قلی زاده آرشتی، ابراهیم حسنی صفحات 215-223
    نانوذرات کادمیوم تلوراید با روش تبخیر حرارتی در دمای K 373 و فشار خلا  mPa 7/2 بر روی زیرلایه های شیشه لایه نشانی شده و لایه های نازک با ضخامت حدود  nm100 ساخته شدند. لایه های تهیه شده درون دستگاه طیف سنجی فرابنفش- مریی (UV-Vis)  قرار گرفتند تا خواص اپتیکی لایه های نازک مطالعه شود. به منظور بررسی اثر دمای بازپخت بر خواص اپتیکی لایه های نازک کادمیوم تلوراید، این لایه ها در دماهای K (323-373) بازپخت شدند. طیف های جذب نور از لایه ها قبل و بعد از بازپخت ثبت شده طیف سنجی UV-Vis درمحدوده طول موج nm 600- 1600 نشان می دهند که میزان جذب نور در لایه ها با افزایش دمای بازپخت افزایش یافته است. گاف انرژی اپتیکی لایه رشد یافته روند کاهشی را از  eV 519/1 پس از بازپخت دارد. نتایج حاصل از نمودار تاک کاهش گاف انرژی با افزایش دمای بازپخت را نشان می دهد. ضرایب خاموشی و شکست لایه های نازک با افزایش انرژی فوتون و دمای بازپخت افزایش یافتند. تراکم نسبی و قطبش پذیری الکترونی لایه های رشدیافته پس از بازپخت افزایش می یابند. سایر پارامترهای اپتیکی به دست آمده در این کار ازجمله قسمت های حقیقی و موهومی ثابت دی الکتریک با افزایش دمای بازپخت افزایش یافتند درحالی که تابع اتلاف انرژی سطحی و حجمی کاهش یافتند. نتایج این کار نشان می دهد لایه های رشدیافته کادمیوم تلوراید که در دمای K 373 بازپخت شدند خواص اپتیکی مطلوب تری برای کاربردهای الکترواپتیکی دارند.
    کلیدواژگان: کادمیوم تلوراید، لایه نشانی تبخیر حرارتی، گاف انرژی اپتیکی، ضریب خاموشی، قطبش پذیری الکترونی، ثابت دی الکتریک
  • کریم قربانی*، پارسا قربانی صفحات 225-230
    در این پژوهش، ما مدلی ارایه می دهیم که در آن با اضافه کردن دو نرده ای یگانه جدید به پتانسیل هیگز  و اعمال تقارن مقیاس می توان به حل مسیله سلسله مراتب در مدل ذرات مدل استاندارد پرداخت. در اینجا اعمال تقارن مقیاس یک نقش اساسی را بازی می کند. در حد کلاسیکی تمام نرده ای ها بدون جرم هستند. تنها یکی از نرده ای های یگانه و نرده ای دوگانه هیگز مقدار انتظاری غیر صفر می گیرند. بعد از قطری کردن ماتریس جرم، یک نرده ای بدون جرم معروف به اسکالون و دو نرده ای جرم دار در طیف داریم. با اعمال اثرات کوانتمی، اسکالون یک جرم تصحیحی پیدا می کند. علاوه بر قیدهای نظری که روی پارامترهای مدل اعمال می شود، ما قیدهای مربوط به دو آشکار ساز ATLAS و CMS در برخوردهنده LHC را که روی جفت شدگی برهم کنش سه گانه هیگز اعمال می شود لحاظ می کنیم.
    کلیدواژگان: تقارن مقیاس، بر همکنش سه گانه هیگز، مدل استاندارد
  • ایمان بیداروند، امیرمحمد احدی*، فاطمه مطرودی صفحات 231-237
    با وجود تحولات باورنکردنی در روش های پیشرفته مشخصه یابی مواد، این شاخه تحقیقاتی با چالش های علمی و فنی متعددی روبرو است. بیناب نمایی عدسی گرمایی به عنوان یک روش حساس و غیرمخرب بر پایه نورشناخت جهت تعیین ویژگی های نورگرمایی مواد و همچنین  تشخیص ناخالصی ها در محلولات به شمار می رود. در این تحقیق با استفاده از روش بیناب نمایی عدسی گرمایی به بررسی ضریب پخش گرمایی لایه های فوق نازک نقره، تهیه شده به روش کندوپاش مغناطیسی، می پردازیم. برای این منظور مدل نظری شن بر سیگنال تجربی به دست آمده برازش داده شده و به دنبال آن ضریب پخش گرمایی نمونه استخراج می شود. نتایج به دست آمده به وضوح نشان می دهند در محدوده ضخامتی مورد بررسی (nm15>)، ضریب پخش گرمایی با افزایش ضخامت افزایش می یابد. علاوه بر آن یافته های ما موید این موضوع هستند که در ناحیه ضخامت بسیار نازک، ضریب پخش گرمایی به دست آمده وابستگی ضعیفی به تغییر ضخامت لایه نقره دارد. این موضوع را می توان با رفتار دو بعدی پخش گرما در نانو لایه های فوق نازک فلزی توضیح داد.
    کلیدواژگان: لایه های فوق نازک نقره، بیناب نمایی عدسی گرمایی، ضریب پخش گرمایی
|
  • Samira Sheykhi *, Mahmoud Payami Shabestar, Mohammad Reza Basaadat Pages 1-6
    In this study, the effect of point defects on the thermal conductivity of UO2 is investigated. Especially, the effects of oxygen vacancy and interstitial are considered. Thermal conductivity of UO2, UO2+0.25 and UO2-0.25 is calculated by solving the phonon Boltzmann equation (BTE) under the relaxation time approximation (RTA). The results show that introducing any defects to the lattice structure of UO2 decreases thermal conductivity significantly. In addition, the results show that the variation of the thermal conductivity of UO2-0.25 is much lower than that of UO2+0.25 in the temperature interval of 300 to 1000 Kelvin.
    Keywords: uranium dioxide, phonon Boltzmann equation, thermal conductivity, phonon lifetime, defect
  • Mehdi Hosseini *, Fatemeh Tabibi Pages 7-13
    Large magnetic resistance has been widely considered due to its many applications in various fields, including the manufacture of magnetic sensors. An important case of this type of resistance is the linear magnetoresistance caused by the inhomogeneity of charge distribution. The magnetoresistance of heterogeneous conductors is simulated by the two-dimensional resistance network model. In the network model, the resistance unit of a homogeneous circular disk with four current terminals and the potential difference between the terminals is considered, and the currents and potential differences are connected to each other by means of the impedance matrix, and the magnetic field is perpendicular to the lattice. In this work, we study and investigate the changes in magnetoresistance for a network including two subsystems with different resistances with a diagonal arrangement. The results show that the changes in the magnetic resistance of the heterogeneous system depend on the resistance ratio of the two materials as well as the location of the boundary between them. In addition, it was observed that for large values ​​of the resistance ratio or high inhomogeneity, there is the possibility of the existence of a peak of resistance variation.
    Keywords: giant magnetoresistance, two-dimensional resistive network, inhomogeneity
  • Hossein Zahed *, Maryam Asgharzadeh Pages 15-24
    In this article, we investigated electromagnetic oscillations in a quantum nonuniform electron-positron magnetoplasm interacting with a short pulse laser, in low frequency approximation, in two parallel and perpendicular directions. According to our investigations, the waves in the parallel direction are affected by ponderomotive force, vigorously. Quantum corrections cause the magnitude of this force to change and accordingly, cause the magnitude of phase and group velocities of the waves, as well as, their instability to change. In the parallel direction, initial quantities of number density and streaming velocity affect the waves directly, but the magnetic field affects these waves through the ponderomotive force, indirectly. As well, absorption of the laser pulse causes the plasma waves to grow in the laser direction and damp in the opposite direction. While, the amplification of the laser causes the waves to damp in the laser direction and grow in the opposite direction. In the perpendicular direction, the waves are influenced by the transverse gradient of initial quantities of number density, streaming velocity and external magnetic, in addition to their amounts, while these gradients don't have any effect on the parallel waves. Likewise, we investigate the behavior of the waves for different values of the transverse gradients. So that we indicate that the presence of each of gradients can completely change the behavior of the waves. As well, the investigations indicated that the presence of the transverse gradient of the initial density or streaming velocity couldn’t create the electromagnetic waves in the perpendicular direction but, the transverse gradient of the magnetic field could initiate these waves.
    Keywords: electron-positron plasma, electromagnetic waves, Laser-plasma interaction, wave instability, quantum plasma
  • Omid Bayat *, Seyed Mohammad Moosavi Nejad Pages 25-35
    Different scattering processes have been yet studied in the noncommutative standard model (SM) and different limits on the noncommutative scale have been determined. In the present work we, for the first time, study the hadron production process through pair annihilation, in the noncommutative standard model. In the experimental studies of hadron production through pair annihilation a wide range of collision energy spectrum () has been considered. In our study, we restrict ourselves to the ranges  so having available experimental data from Belle Collaboration for B-meson production in the process  we shall determine a lower limit  for the noncommutative scale. In fact, by studying the effect of noncommutativity on the differential cross section at the parton level () as well as the fragmentation function of meson and comparing the theoretical results and experimental data the lower limit will be determined. Having analytical results for the pair annihilation cross section in the noncommutative SM it would be possible to specify the production cross section of each meson or baryon for various values of noncommutative scale.
    Keywords: noncommutative standard model, pair annihilation, hadron, noncommutative parameter, fragmentation function, collision energy spectrum
  • Saeedeh Mohammadi *, Ayoub Esmailpour Pages 37-44
    In this article, electron transport has been studied for a system consisting of a double-stranded DNA molecule with a telomeric sequence attached to two semi-finite electrodes of silicic nanoribbons. This study has been investigated using the tight-binding model and Green's function approach. By placing the DNA molecule in the middle of two silicon nanorod electrodes, we can see the electron passing channels in the system, and also the type of organic base connected to the electrodes showed a significant effect on the electron transport of the system. Calculations show that telomeric sequences such as TAGGGT, TTAGGG, and GTTAGG have the highest electrical conductivity compared to other sequences. We found that by controlling the gate voltage in the system, It is possible to control the current or load delivery. Also, by increasing the number of organic base pairs in the system, we saw an increase in current, and by controlling the number of organic base pairs, the transport characteristics can be controlled. This ability to control has many uses and a significant role in the manufacture of electronic components.
    Keywords: DNA molecule, electron transport, electrical circuits, Green's approach
  • SIMIN SHIRIN *, Amir Madani, Samad Roshan Entezar Pages 45-53
    In this paper, the electrical control of the lateral shift of the reflected beams from a pseudo-isotropic nanocomposite structurally chiral slab is investigated, theoretically. The medium is made of a pseudo-isotropic chiral material where the silver nanoparticles are dispersed randomly inside it. The results show that the structure does not have any photonic bandgap in the absence of a low-frequency electric field and the lateral shift of the reflected beam from the structure is negligible. By the application of a low-frequency electric field, a photonic bandgap appears in the transmission spectra of the structure which only prevents the propagation of the right-handed circularly polarized waves. The giant positive and negative lateral shifts are observed at the edges of this bandgap. The mentioned properties of the structure have been used in the design of the electro-optical switches. Also, it has been shown that the lateral shifts can be controlled by varying the light incidence angle, the filling fraction of metallic nanoparticles, and the thickness of the slab.
    Keywords: Goos Hanchen shift, pseudo-isotropic, structurally chiral, filling factor, and nanocomposite
  • Mojtaba Mokari *, Elaheh Bigdeli, Mohammad- Hassan Alamatsaz Pages 55-63
    Due to physical and chemical interactions with the cell DNA, ionizing radiations induce early and late damage to the genetic material. This type of damage, which is mainly caused by single-stranded and double-stranded breaks in DNA, and if not repaired by the cell, can lead to genetic mutations or cell death. In this research, the DNA damage of living cells, induced by protons and carbon ions, which are of great importance in radiation therapy studies, has been investigated with the MCDS code. In order to check the accuracy of the MCDS code results in this research, the probability of each type of damage and the yields have been calculated and compared with the results of previous works with Geant4-DNA. The results of this research, especially double-strand breaks, are very close to the results calculated with the Geant4-DNA code. There are also differences in the results due to the difference in the cross-sections of the two codes, especially in ionization and excitation interactions, as well as the reaction rates of chemical radicals. The results of this research regarding the efficiency of double-strand breaks can be very useful in the planning of treatment with protons and carbon ions.
    Keywords: Monte Carlo simulation, DNA damage, proton, carbon ion, MCDS code, double-strand break
  • Keyvan Tabaei *, Mojtaba Shamsaei Zafarghand _ Pages 65-72
    Nowadays, convolution/superposition(C/S) is used to calculate absorbed dose distribution by using the absorbed dose kernel(ADK). ADK describes the absorbed dose distribution per number of interaction at a small volume around the point of photon interaction. The purpose of this study is to calculate ADK and investigate its angular and radial behavior. In this study, ADK is calculated in a homogeneous water phantom in the polar coordinates by using the Monte Carlo Geant4 toolkit for monoenergetic photons with energies in the range 0.3MeV-5MeV. To study accurately, ADK is divided into several groups in order of produced charged particle set in motion at each photon interaction. Our result shows ADK rapidly decreases as the polar angle, with respect to the incident photon direction, is increased. As the radial distance from the interaction point increases, ADK is raised and then strongly decreased. ADK is symmetrically distributed around the point of interaction for low incident photon energy while forward distributed for high incident energy photons.
    Keywords: absorbed dose kernel, dose distribution calculation, convolution, GEANT4 toolkit
  • Masudeh Rafie, Mohsen Daeimohammad *, Mehdi Zadsar, Morteza Soltani Pages 73-78
    In this research, firstly, the structure of a double-layer phosphorene nanoribbon is introduced. Then, for the simplified structure of this system in the presence of a void, the substituted wave function which has a topological origin is analyzed analytically and the analytical results are compared with the numerical method. The Landauer-Buttiker approach is used in the numerical calculation of the substituted probability density (LDOS). Finally, for bilayer phosphorene, by considering more parameters, the wave function and the energy of the substituted state in the presence of a vacancy have been reported numerically.
    Keywords: bilayer phosphorene, localized state, vacancy
  • Majid Shirdel-Havar, Babak Zare * Pages 79-84
    Strong and long-range coupling of the magnetization dynamics of the two antiferromagnetic layers mediated by the phonons transferred through a nonmagnetic insulator has been investigated. The magnetization dynamics in one of the antiferromagnetic layers via a magnetoelastic interaction leads to the excitation of phonons and their pumping to the nonmagnetic layer. The transfer of phonons, which carry angular momentum, through a nonmagnetic insulator from one antiferromagnetic layer to another, leads to an interference pattern in the absorption spectrum, which represents the coupling of magnetization dynamics of two layers.
    Keywords: antiferromagnet, magnetoelastic interaction, magnon-phonon coupling
  • Masoumeh Ghasemkhani *, Zina Haghgouyan Pages 85-97
    In this paper, we consider the four-dimensional electrodynamics with SIM(2) symmetry in a very special relativity framework. First, we examine the charge-conjugation symmetry of the action at the tree (classical) level and show that the action in this framework is charge-conjugation invariant. Then, to investigate perturbatively the preservation of charge-conjugation symmetry at the loop (quantum) level, we shall focus on one-loop graphs with an odd number of photon external lines. To this end, we use the effective action approach to obtain the general form of the photon odd-point function and study the behavior of the one and three-point function of the photon under the charge-conjugation transformation. Our analysis shows that the total amplitude of the one and three-point function vanishes and hence the charge-conjugation symmetry is preserved at the quantum level. Next, we use a non-perturbative method to show that this symmetry exists at the quantum level (to all orders) and the total amplitude of all photon's odd-point functions vanishes.
    Keywords: SIM(2) symmetry, very special relativity, charge-conjugation symmetry, photon's odd-point functions
  • Farhad Jafarpour Hamadani *, Hamid Vazini Hekmat Pages 99-104
    Resetting in stochastic systems is defined in different ways. In this research, a 1D non-Markovian random walk is considered. In this process, the reset changes the dynamics in a way where the random walker, after losing its memory, goes back to a fixed point in space and starts again. In this study we investigate time evolution and also the long-time limit of displacement moments in the presence of resetting. Our calculations in the long-time limit show that the probability distribution function for displacement reaches a steady-state. On the other hand, this distribution never gets to a Gaussian form for any values of the resetting rate. We will show that, in contrast to the case where the process does not undergo resetting, the moments accumulate to finite values. This is confirmed by doing Monte Carlo simulations.
    Keywords: resetting, random walk, non-Markovian process, persistent, master equation
  • Ghasem Amraee Rad, Ali Arman *, Maryam Salehi, Fatemeh Hafezi, Amir Zelati Pages 105-114
    Nowadays, by expanding the application of thin layers in industry and medical sciences, their fabrication methods have also received attention. One of those methods is the vaporizing material method with the help of an electron gun. The most important part in the electron gun is the electron optic, which is responsible for producing and accelerating electrons, so that it becomes possible to vaporize refractory materials in a shorter period of time by better modifying and controlling the electron beam (the shape and diameter of the electron beam) at the target location. The reduction and control of the beam diameter in this evaporation source depends on various parameters such as device geometry, magnetic field intensity, electric power, etc. Therefore, in this research, the effect of those parameters was investigated by conducting experiments and using finite element and modeling software. The simulation results revealed that the effect of the effective parameters on the beam diameter can be predicted to a good extent, so that the diameter of the electron beam decreases by changing the geometrical shape, size and displacement of the output beam components. Then, the new electron gun, compared to the existing prototype, is optimized by applying these changes in the construction of the device and conducting experiments, and its beam diameter is reduced by 40% to be more focused.
    Keywords: electron gun, beam, optics, simulation
  • Maryam Roshanbin, Hassan Alinejad *, Hossein Akou Pages 115-124
    The most important nonlinear feature in the EEG response to external stimuli is the harmonic generation and entrainment which is due to the interaction between stimuli and ongoing brain oscillations. In this paper, we study the nonlinear brain dynamics and harmonic generation responses to the periodic external stimuli by employing continuum neural field model. A compact dynamical model of brain activity is first introduced, and the governing equations for the evolution of potential are obtained. Then, using the perturbation method and multiple time scales, we show brain response oscillations in harmonic drive frequency consistent with the recorded scalp EEGs from awake human subjects. Finally, to confirm the experimentally observed results of interaction between photic driving and brain dynamics, we have numerically simulated the full neural field model equations, and have shown harmonic frequency generation over a range of external frequencies.
    Keywords: neural field model, cortex-thalamus system, photic driving, harmonic generation
  • Zafar Riazi *, Mahnaz Jeddi Charvadeh, Alireza Jokar, Seyed Amin Seyyedi Pages 125-138
    One of the on-line range verification techniques in proton therapy is time -of-flight (TOF) measurement for prompt gamma. In this technique, the prompt gamma timing spectra is measured using the time difference between passage of the particle bunch through the target entrance of the beam and the arrival time of the corresponding prompt γ-ray at the detector.In this study, homogeneous PMMA phantom and PMMA phantoms with a slice of bone or air cavity were simulated in GEANT4 simulation. These targets were irradiated with a proton pencil beam with an initial energy of 150 MeV, and the resulting PGT spectra was recorded by scintillation detectors.Then, a code was programmed in MATLAB software to analytically solve the kinematics of proton movement in the phantom, and the PGT spectrum obtained from GEANT4 was given as an input to this software code and the prompt gamma-ray emission profiles was obtained in the phantom. In this study, the effect of the type and position of the heterogeneous slice on the PGT spectrum and the prompt gamma-ray emission profiles resulting from the PGT transformation was investigated. From the comparison of the prompt gamma-ray emission profile resulting from PGT spectra conversion, with the energy deposition spectra resulting from GEANT4 simulation, it was observed that the range shift and the shift of energy deposition location resulting from an inhomogeneity in PMMA have a significant relationship compared to the reference phantom.The presence of an inhomogeneous slice of bone and air cavity with a thickness of 10 mm shifts the range of the proton compared to its range in the reference phantom by 4 mm and 9.6 mm, respectively, and the spectra of energy deposition for these states are respectively 4.8 mm and 9.9 mm shifted relative to the energy deposition spectra of the reference phantom. Therefore, the PGT spectra reflects the proton transit time in the target material and provides the possibility of determining the prompt gamma-ray emission profiles and the possibility of confirming the delivery of the dose to the patient's body.
    Keywords: proton therapy, on-line monitoring of the proton range, prompt gamma time of flight, PGT, GEANT4
  • Azam Mani * Pages 139-151
    We study energy and spin transport in a one-dimensional Ising chain which is connected to two separate heat baths on both sides. By applying the Born-Markov approximation, within the global approach, we derive the Markovian master equation of the system, and also the explicit form of the Lindblad operators and the steady state. Thereafter, we investigate the behavior of energy and spin dynamics of the system in the global regime. Finally, we solve the problem with the local approach, and we show that the results are not the same for both approaches.
    Keywords: Born Markov approximation, Markovian evolution, global approach, local approach
  • Maryam Aliannezhadi *, Parisa Beheshti Gozal Abad Sofla, Amir Ali Masoudi Pages 153-165
    Brain cancer has the lowest survival percentage among different cancers and it has caused the death of people under  40 more than others. Therefore, in this paper, the treatment of brain cancer with non-invasive photothermal therapy is investigated and the effect of various treatment factors including laser power full width at half maximum (FWHM) of the laser beam profile on the success of the treatment is evaluated. The simulations are performed by solving the three-dimensional Pennes bioheat transfer equation, Beer–Lambert law, and by considering the presence of gold nanorods, the Gaussian laser profile, as well as the initial and boundary conditions with the finite element method (FEM). The results of the investigations demonstrate that the laser power and radius of the laser spot are two important quantities in the success of the treatment. These two quantities affect the dose of thermal energy received by the cancerous tissue and control the temperature and fraction of tumour and tissue damage in different positions. Also, smaller and larger radii of laser spot than 1.1R (R is the radius of the brain tumour) lead to more and less temperature differences, respectively, in different parts of the tumour. However, the highest temperature and temperature rate can be obtained at the upper center point of the cancerous tissue in all treatment conditions. In addition, increasing the laser power from 0.5 to 1 W causes an increase in the temperature in different points of the tumour and irreversible destruction continues even after turning off the laser due to the tumor temperature in a different position beeing higher than 42 °C, as well as heat transfer due to conduction and convection.
    Keywords: brain cancer, laser therapy, metal nanostructures, non-invasive treatment, photothermal therapy (PTT)
  • Ali Heidarnia, Hamidreza Ghomi * Pages 167-175
    In this paper, zirconium carbide (ZrC) thin films were deposited on glass and aluminum substrates using DC magnetron sputtering. It was found that different ratios of acetylene gas (C2H2, as a reactive gas) in the gas mixture of acetylene and argon (Ar, as a sputtering gas) affect the microstructural properties, corrosion behavior, and protection efficiency of ZrC thin films. X-ray diffraction (XRD) was used to characterize the microstructural properties of thin films. The corrosion behavior of thin films in a 3.5% NaCl solution was evaluated by potentiodynamic polarization tests and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). FESEM was also employed to examine thin films' surface morphology and thickness.
    Keywords: Corrosion, potentiodynamic polarization test, Zirconium carbide, thin film, magnetron sputtering
  • Alireza Nourmandipour * Pages 177-186
    In this article, we first introduce a system consisting of two dissipative cavities, in each of which there is a two-level atom. Each of the atoms is under the influence of a classical laser field, which causes the displacement of their energy levels. The correlation between two cavities is given by the field-field interaction term. We use the Gardiner-Collet model to describe the dissipation in this research. After introducing the Hamiltonian of the system, we simplify the Hamiltonian by using the Fano technique and introducing two sets of new operators. Also, with introducing the atomic bare bases, the Hamiltonian of the system will become a solvable form. Then, by using the technique of Laplace transforms, we solve the time-dependent Schrödinger equation and find the explicit form of the system's wave function at every moment of time. Having the wave function of the atom-atom system and using the concurrence criterion, we investigate the entanglement dynamics of the system in two strong and weak interaction regimes corresponding to the non-Markovian and Markovian regimes. The results show that there will be no stable state of entanglement in this system. We will also show that the classical laser field will play a constructive role in maintaining the initial entanglement as well as the generated entanglement.
    Keywords: open quantum systems, entanglement, the Gardiner-Collet Hamiltonian
  • Mohamad Reza Pahlavani *, Hossein Karimi Pages 187-194
    Isotopic yields and half-lives for  (_ 104^266)Rf and (_104^268)Rfisotopes of the superheavy nucleus Rutherfordium are calculated and compared with the experimental data. For each fragmentation, the probability of tunneling through the fission barrier and the fission decay constant are obtained using the WKB approximation. Then, by summation over all partial fission constants, total fission constant and half-lives of two isotopes are obtained. In order to calculate the fission barrier, proximity nuclear and Coulomb potentials are considered (because of even-even isotopes, their ground state spin is zero, so centrifugal potential becomes zero.). The fission barrier as a function of fragment mass number is plotted for two isotopes. Usually, spontaneous fission occurs in superheavy nuclei in such a way that the excitation energy of the parent nucleus is low and therefore the number of neutrons emitted along with the fission is small and can be ignored. Therefore, in this method, which is known as cold spontaneous fission, instantaneous emission of neutrons along with fission is ignored. Isotopic yields of (_ 104^266)Rf and (_104^268)Rf for all possible splitting indicated that the production of two fragments  (_ 52^134)Te and (_52^132)Te have the highest partial yields for fission of  (_ 104^266)Rf and (_104^268)Rf isotopes, respectively. The existence of a small difference between the calculated and measured half-lives confirms the relative success of our method.
    .
    Keywords: spontaneous fission, isotopic yield, superheavynuclei, half-life, potential barrier
  • Reza Fathi *, Saeideh Amiribidvari Pages 195-204
    In this work, the single ionization of helium atoms from the ground and the first excited state by bare carbon ions () impact at the incident energy of 100 MeV has been studied. The post form of CDW-4B formalism is used in the calculations. The correlated Silverman wave function as the ground state of the helium atom has been used to consider the effects of static electron correlation. The results, as the fully differential cross section in the azimuthal plane for different angles and the ejected electron energy 6.5 eV and momentum transfer 0.75 a.u, are compared with experimental and three-body formalism results from theory. Also, the variations of the fully differential cross section in the scattering plane for the various ejected electron energies and momentum transfers have been studied.
    Keywords: single ionization, Fully Differential Cross Section, CDW-4B
  • Parnaz Shiekhansari, Shant Baghram * Pages 205-214
    The standard model of cosmology,, has been successful in describing many observations. With the improvement of the number and the accuracy of observations, some inconsistencies among key cosmological parameters of the model have emerged. Many alternative models are proposed to alleviate these tensions. On the other hand, some observations of peculiar velocity show higher values than expected in a  universe which may contradict the cosmological principle. In this work, we used linear perturbation theory to measure bulk flow and  parameter in two alternative cosmological models  and XCDM. We compared measured bulk flows with the  predictions and some observations. We did a   analysis to see which model is preferred by data. We find that  model predicts higher bulk flows and is more consistent with observational data but does not reduce  tension. Bulk flows measured in the XCDM model are lower compared to  . However, this model can reconcile  tension.
    Keywords: structure formation, cosmological perturbation theory, bulk flow, cosmological tensions
  • Lida Babazadehhabashi *, Monir Kamalian, Maryam Gholizadeh Arashti, Ebrahim Hasani Pages 215-223
    Cadmium telluride nanoparticles (CdTe NPs) were deposited by the thermal evaporation method on glass substrates at a temperature of 373 K and a vacuum pressure of 2.7 mPa, and thin films with the thickness of 100 nm were fabricated. The prepared films were subjected to ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy to study the optical properties of thin films. To investigate the effect of annealing temperature on the optical properties of cadmium telluride thin films, these films were annealed at temperatures (323-373) K. The light absorption spectra of films before and after annealing were recorded using UV-Vis spectroscopy at a wavelength range of 600-1600 nm shows that the value of light absorption by films  increased with the increased annealing temperature. The optical energy bandgap of the grown films has a decrement process from 1.519 eV after annealing. The results of the Tauc plot show the decrease in energy bandgap with annealing. Extinction and refractive indices increase with increment of photon energy and annealing temperature. The relative density and electronic polarizability of grown films increase after annealing. Other optical parameters obtained in this work, including the real and imaginary parts of the dielectric constant, increase, while the surface and volume energy loss functions decrease with increase of the annealing temperature. The results of this work indicate that the deposited cadmium telluride thin films annealed at 373 K have better optical properties for photoelectronic applications.
    Keywords: Cadmium Telluride, Thermal evaporation deposition, optical energy bandgap, extinction coefficient, electronic polarizability, dielectric constant
  • Karim Ghorbani *, Parsa Ghorbani Pages 225-230
    In this research we introduce a model by adding two singlet scalars to the Higgs potential of the Standard Model and imposing scale symmetry to address the hierarchy problem. The scale symmetry plays a crucial role here. In the classical limit, all the scalars are massless. Only one of the singlet scalars and the Higgs doublet acquire non-zero expectation value. After diagonalization of the mass matrix, we have a massless singlet scalar, the so-called scalon, and two massive scalars. From quantum corrections, the scalon gets mass. Besides theoretical constraints on the parameters of the model, we impose bounds on the triple Higgs interactions provided by ATLAS and CMS detectors at the LHC.
    Keywords: scale symmetry, the triple Higgs interaction, standard model
  • Iman Bidarvand, Amir Mohammad Ahadi *, Fatima Matroodi Pages 231-237
    In spite of the incredible evolutions of advanced material characterization methods, this field of research faces different technical and scientific challenges. Thermal lens spectroscopy is known as a sensitive and nondestructive optical based technique to characterize the opto-thermal properties of materials and also to diagnose the impurities in the solutions. In this research, by engaging thermal lens spectroscopy, we investigate the thermal diffusivity coefficient of ultrathin silver layers, prepared by magnetron sputtering. For this propose, the Shen theoretical model is fitted to the obtained empirical signal and subsequently, the thermal diffusivity coefficient will be extracted. The results clearly show that, in the investigated interval thickness (<15nm), the thermal diffusivity coefficient increases by increasing the thickness. Furthermore, our findings reveal that in the very fine thickness region, the thermal diffusivity coefficient shows a fair dependence on the thickness of the silver layers. This might be explained by 2D behavior of the thermal diffusivity for ultrathin metal nanolayers.
    Keywords: ultra-thin layers of silver, thermal lens spectroscopy, thermal diffusivity