فهرست مطالب

نشریه پژوهش سیستم های بس ذره ای
سال سیزدهم شماره 3 (پیاپی 38، پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/08/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سعید زارعی، حسین رعنائی صفحات 1-11

    در این پژوهش، حذف آلودگی رنگی، اریوکروم بلک-تی [1]، به وسیله آلیاژ پودری گرافیت-آهن-تیتانیوم که به روش آلیاژسازی تهیه شده است، بررسی می شود. خواص ساختاری و نوری آلیاژها توسط پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس و طیف سنجی مریی-فرابنفش ارزیابی شدند. اندازه گیری پراش پرتو ایکس نشان می دهد، پس از 35 ساعت آسیاکاری، شدت قله های عناصر کاهش یافته و پهنای آنها نیز کاهش می یابد. اندازه متوسط بلورک آهن در حدود 8/50 نانومتر گزارش می شود. پس از اتمام آسیا کاری، مورفولوژی پودر ها به صورت ورقه ای شکل مشاهده می شود که مناسب برای فعالیت جذبی و فوتوکاتالیستی می باشد. پانزده آزمایش فوتوکاتالیستی، برای حذف آلودگی طراحی می شود و با استفاده از ترکیب الگوی شبکه عصبی مصنوعی و الگوی ژنتیک، بهینه شرایط حذف رنگ برایpH  ، توان نوردهی (وات) و مقدار فوتوکاتالیست (گرم بر لیتر) به دست می آید. با شرایط بهینه، بیشینه مقدار حذف رنگ، در حدود %4/86 گزارش می شود.

    کلیدواژگان: آلیاژسازی مکانیکی، تخریب فوتوکاتالیستی، شبکه عصبی مصنوعی، حذف رنگ، آلیاژ پایه کربن
  • زهرا معین، محمد مردانی، حسن ربانی صفحات 13-19

    در این مقاله، بر اساس روش ماتریس انتقال و در تقریب الکترون آزاد به مطالعه ی تحلیلی ترابرد الکترونی وابسته به اسپین الکترونی از یک آرایه سدهای کوانتمی مغناطیسی می پردازیم. برای این منظور، ابتدا معادله ی شرودینگر الکترون را در حضور پتانسیل های سدها و میدان مغناطیسی ناشی از ممان های مغناطیسی سامانه نوشته و سپس با گسسته سازی آن به یک دستگاه معادلات خطی می رسیم. در ادامه با استفاده روش ماتریس انتقال برای این دستگاه معادلات، ضرایب عبور وابسته به اسپین الکترون را به دست می آوریم. با فرمول بندی حاضر می توان ضریب عبور وابسته به اسپین یک الکترون گذرنده از چند لایه ی مغناطیسی را به صورت تابعی از انرژی الکترون، اندازه و جهت ممان مغناطیسی و شکل پتانسیل محاسبه کرد. در پایان نیز به عنوان مثال نتایج عددی را برای دو مورد یکی شامل دو سد مشابه مغناطیسی متوالی و دیگری شامل یک سد و چاه مغناطیسی متوالی ارایه می دهیم. روش ارایه شده برای بررسی رفتار رسانش الکترونی وابسته به اسپین لایه ها یا ابرشبکه های مغناطیسی مناسب است.

    کلیدواژگان: سد کوانتومی، ماتریس انتقال، رسانش وابسته به اسپین، تقریب الکترون آزاد
  • آیدا آرمات، سید محمد موسوی نژاد، منصور فرهادی صفحات 21-33

    هیپرهسته ها سیستم های مقیدی از نوکلیون ها و یک یا چند باریون شگفت (هیپرون) هستند که توسعه فیزیک آن ها به فهم بیشتر ساختار هسته و ویژگی های ذرات شگفت کمک می کند. یکی از اهداف مهم حوزه فیزیک هیپرهسته بررسی برهم کنش هیپرون- نوکلیون و هیپرون- هیپرون است که در این زمینه، بررسی ساختار هیپرهسته ها می تواند نقش اساسی در مطالعه این نوع برهم کنش ها بازی کند. ما در این کار به بررسی برخی از ویژگی های مهم استاتیکی هیپرهسته های تک لامبدا (هسته های شامل یک باریون شگفت) مانند انرژی بستگی و گشتاور مغناطیسی آنها می پردازیم. برای انجام محاسبات، با استفاده از معادله موج نسبیتی دیراک و با در نظر گرفتن پتانسیل اسپین-مدار، معادله تحلیلی انرژی بستگی و گشتاور مغناطیسی هیپرهسته ها را تعیین کرده و این مقادیر را برای برخی از هیپرهسته های سبک مانند و تعیین کرده و با سایر نتایج تیوری و برخی از داده های آزمایشگاهی مقایسه خواهیم کرد.

    کلیدواژگان: هسته های هایپرونی، هایپرون، گشتاورمغناطیسی، انرژی بستگی
  • مصطفی مهدی پور صفحات 35-51

    در این پژوهش، پایداری و تحلیل دوشاخگی امواج غیرخطی یون-صوتی در یک پلاسما شامل یونهای سرد، الکترون ها و پوزیترون های غیرماکسولی (با توزیع کاپا) بررسی شده است. در ابتدا، یک معادله مشخصه برای دینامیک امواج یون-صوتی تعیین و سپس پایداری امواج در حال حرکت در فضای پارامتری نقاط تعادل و چگالی پوزیترون ها مورد بحث قرار گرفته است. مشخص می شود که حرکت دینامیکی مدارهای هموکلینیک و مدارهای دوره ای غیرخطی به ازای یک مقدار بحرانی چگالی پوزیترون p_c تحت دوشاخگی قرار می گیرند، طوری که دو نقطه ثابت بهم برخورد می کنند و سپس پایداری آنها تغییر می کند. تغییرات چگالی اولیه p_i و بحرانی پوزیترون ها p_c، برحسب طیف گسترده ای از مقادیر شاخص طیفی پوزیترون ها κ_p و نسبت دمای الکترون ها به پوزیترون ها δ نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. علاوه براین، بر طبق تحلیل فضای فاز، وجود مدارهای هموکلینیک، مدارهای دوره ای غیرخطی و همچنین تناوبی با دامنه بالا نیز برای شرایط مختلف بررسی شده است. نشان داده شده است که چگالی پوزیترون ها و نسبت دمای الکترون به پوزیترون نقش مهمی در انتشار امواج غیرخطی دارند.

    کلیدواژگان: امواج یون-صوتی، تحلیل دوشاخگی، پلاسماهای فوق حرارتی، فضای فاز
  • زهرا طالبی زاده، محمدرضا مهدی زاده، عمید صادقی نژاد صفحات 53-68

    در این پژوهش، پایداری و تحلیل دوشاخگی امواج غیرخطی یون-صوتی در یک پلاسما شامل یون های سرد، الکترون ها و پوزیترون های غیرماکسولی (با توزیع کاپا) بررسی شده است. در ابتدا، یک معادله مشخصه برای دینامیک امواج یون-صوتی تعیین و سپس پایداری امواج در حال حرکت در فضای پارامتری نقاط تعادل و چگالی پوزیترون ها مورد بحث قرار گرفته است. مشخص می شود که حرکت دینامیکی مدارهای هموکلینیک و مدارهای دوره ای غیرخطی به ازای یک مقدار بحرانی چگالی پوزیترون  تحت دوشاخگی قرار می گیرند، طوری که دو نقطه ثابت بهم برخورد می کنند و سپس پایداری آنها تغییر می کند. تغییرات چگالی اولیه  و بحرانی پوزیترون ها ، برحسب طیف گسترده ای از مقادیر شاخص طیفی پوزیترون ها  و نسبت دمای الکترون ها به پوزیترون ها  نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. علاوه براین، بر طبق تحلیل فضای فاز، وجود مدارهای هموکلینیک، مدارهای دوره ای غیرخطی و همچنین تناوبی با دامنه بالا نیز برای شرایط مختلف بررسی شده است. نشان داده شده است که چگالی پوزیترون ها و نسبت دمای الکترون به پوزیترون نقش مهمی در انتشار امواج غیرخطی دارند.

    کلیدواژگان: کرمچاله، انرژی ضعیف، ژئودزیک، نظریه های گرانش تعمیم یافته
  • سیده ربابه میری، فاطمه احمدی صفحات 69-83

    در این مقاله ویژگیهای غیرکلاسیکی حالت دوجمله ای در سامانه ای با حرکت شتابدار مورد بررسی قرار گرفته است. حالت دوجمله ای برهمنهی ای از حالتهای عددی با ضرایب بسط دوجمله ای است و در چارچوب لخت دارای ویژگیهای غیرکلاسیکی است. در حرکت شتابدار، طبق اثر اونرا، حالت خلاء ناظر شتابدار با ناظر لخت یکسان نیست. برای بررسی اثر اونرا بر ویژگیهای غیرکلاسیکی حالت دوجمله ای، چلاندگی، پارامتر مندل و سنجه فوگل از دید ناظر لخت و شتابدار بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش شتاب، چلاندگی با توجه به شرایط می تواند افزایش یا کاهش یابد. افزون بر این نشان داده شده است که در حالت سکون یا شتابدار، با افزایش تعداد جملات بسط حالت دوجمله ای، بر عمق و گستره چلاندگی افزوده می گردد. به همین ترتیب پارامتر مندل و سنجه فوگل نیز برای حرکت شتابدار محاسبه شده است و نتایج با حالت غیر شتابدار مقایسه شده است.

    کلیدواژگان: حالت دوجمله ای، اثر اونرا، چلاندگی، پارامتر مندل، سنجه فوگل
|
  • Saeid Zarei, Hossein Raanaei Pages 1-11

    This research investigates the photocatalytic activity of mechanically alloyed graphite-iron- titanium powder for the removal of Eriochrome Black-T dye pollution. The structural and optical properties of the alloys are evaluated by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), X-ray energy diffraction spectroscopy (EDX), and ultraviolet-visible spectroscopy (UV-vis). X-ray diffraction measurements show that after 35 hours of milling time, the intensity of the element’s peaks decreases, along with the increase of peaks width. The average iron crystallite size is estimated to be approximately 50.8 nanometers. The morphology of the alloyed powders shows that the particles are flattened and plate-like in shape, which is suitable for absorption and photocatalytic activities. Fifteen photocatalytic experiments are designed to remove dye pollution; the optimal dye removal’s parameters for pH, lamp power, and alloy dosage (g/L) are obtained using the combination of artificial neural network, and genetic algorithm (ANN-GA). With optimal conditions, the maximum removal rate is determined to about 86.4%.

    Keywords: Mechanical alloying, Photocatalytic degradation, Artificial neural network, Dye removal, Carbon-based alloy
  • Zahra Moein, Mohammad Mardaani, Hassan Rabani Pages 13-19

    In this paper, based on the transfer matrix method and within the free electron approximation, we study spin-dependent electronic transport through an array of magnetic quantum barriers. For this purpose, we first write the Schrodinger equation for the electron in the presence of barrier potentials and the magnetic field originating from system magnetic moments. Then, by its discretization, we reach a system of linear equations. In the following, by using the transfer matrix method for this system of equations, we obtain the spin-dependent transmission coefficients of the electron. With the help of present formalism, one can calculate the spin-dependent transmission coefficient of a transmitted electron through a magnetic multi-layer as a function of electron energy, magnitude and orientation of the magnetic moment, and the potential shape. Finally, as an example, the numerical results are presented for two cases, the one including two similar alternative magnetic barriers and the other including two alternative barriers and well. The presented method is useful for the study of the spin-dependent electronic conductance behavior of magnetic layers and superlattices.

    Keywords: Quantum barrier, transfer matrix, spin-dependent conductance, free-electron approximation
  • Aida Armat, Seyed Mohammad Moosavi Nejad, Mansour Farhadi Pages 21-33

    Hypernuclei are known as the bound states of nucleons and one or more strange baryons (hyperons) so the development of their physics helps to understand the structure of nuclei and the properties of strange baryons with more precision. One important goal in the field of hypernucleus physics is the study of the interaction of hyperon-nucleon and hyperon-hyperon. In this regard, the study of hypernuclei structure can play an essential role in understanding these types of interactions. In this work, we study some important static properties of single-lambda hypernuclei (nuclei containing a -baryon) such as their binding energy and magnetic moments. For our calculation, we use the Dirac relativistic wave equation considering a spin-orbit potential and determine the analytical equation of binding energy and magnetic moments. In the following, we will determine these quantities for some light hypernuclei such as  and . Our analytical results will be compared with other theoretical results as well as available experimental data.

    Keywords: Hypernuclei, Hyperon, Magnetic moment, Binding energy
  • Mostafa Mehdipoor Pages 35-51

    In this study, the stability and bifurcation analysis of nonlinear ion-acoustic waves is investigated in a non-Maxwellian plasma consisting of cold ions and Kappa-distributed electrons and positrons.  First, a characteristic equation for the evolution of ion-acoustic waves is obtained and then the stability of traveling wave solution on fixed points-energetic positron density plane is discussed numerically. It is found that the motion dynamics of homoclinic orbits and nonlinear periodic orbits undergo a transcritical bifurcation at the critical positron density , where two fixed points coalesce, and then switch their stabilities. The variations of the initial  and critical  positron concentrations versus a wide range of values of the spectral index of positrons  and electron-to-positron temperature ratio  are also studied. Furthermore, according to the phase portraits analysis, the coexistence of homoclinic orbits, nonlinear periodic, and super nonlinear periodic orbits is also investigated for different conditions. It is shown that the positron density and the temperature ratio of electron to positron play a crucial role in the propagation of nonlinear waves.

    Keywords: Ion-acoustic waves, Bifurcation analysis, Superthermal plasmas, Phase portrait
  • zahra talbizadeh, mohammadreza mehdizadeh, Amid Sadeghi nezhad Pages 53-68

    In this work, we study wormhole solutions described by a radial dependent red-shift function in Einstein-cubic gravity. We derive wormhole solutions by assuming a particular equation of state and check the standard energy conditions. These solutions by imposing suitable values the parameters of the theory satisfy the weak energy condition in the vicinity of the throat. We calculate the null and time-like geodesic equations in the space-time of the wormhole solutions. In addition, by using these solutions and the effective potential formalism, some geodesics are classified. We discuss the geodesics of the test particles and classify them according to the particle’s energy and angular momentum. Finally, using gravitational lensing effects, observational features of the wormhole structure are discussed.

    Keywords: Wormhole. Weak Energy Conditions, Geodesic, Modified Gravity Theories
  • Seyedeh Robabeh Miry, Fatemeh Ahmadi Pages 69-83

    In this article, we considered the effect of uniform acceleration on the quantum binomial state, which consists of a superposition of single-mode Fock states with binomial coefficients. In particular, we studied the nonclassical features of the quantum binomial state under Unruh effect. We obtained analytically various witnesses of nonclassicality such as squeezing, Mandel parameter, and Vogel’s criterion. We found that squeezing could be increased or decreased by the Unruh effect for different observers.  In addition, with the increase of the number of single-mode Fock states in the quantum binomial state, the squeezing increases. Moreover, we found the Mandel parameter and Vogel’s criterion which is a sufficient condition for the nonclassicality of the state and compared the results with the inertial observer.

    Keywords: Binomial state, Unruh effect, Squeezing, Mandel parameter, Vogel’s criterion