فهرست مطالب
مجله پژوهش فیزیک ایران
سال بیست و چهارم شماره 4 (زمستان 1403)
- تاریخ انتشار: 1403/12/01
- تعداد عناوین: 22
-
-
صفحه 1
-
صفحات 287-294در کار حاضر نشان داده ایم که با استفاده از یک آرایه بسیار چگال مجازی و مقایسه شدت سیگنال رادیویی تجربی دریافتی از آنتن های آرایه رادیویی پرتو کیهانی با شدت سیگنال رادیویی دریافتی از آنتن متناظر آنها در آرایه چگال می توان محل هسته بهمن های هوایی را تعیین کرد. مشخصا این روش در مورد مختصات آرایه رادیویی SURA به کار برده شده است. علاوه بر این برای کاهش زمان شبیه سازی، تعداد آنتن های آرایه چگال بهینه سازی شده است. همچنین، تاثیر انرژی اولیه و زاویه سرسویی آرایه چگال بر دقت روش بررسی شده است. نشان داده ایم در بازه محدود ، یک آرایه چگال با انرژی و زاویه سرسویی مشخص را می توان برای تعیین هسته بهمن های هوایی با انرژی ها و زوایای سرسویی متفاوت به کار برد.کلیدواژگان: پرتو کیهانی، هسته بهمن های گسترده هوایی، آشکارسازی رادیویی، SURA
-
صفحات 295-312افزایش عمر مفید و کاهش ضایعات محصولات کشاورزی با از بین رفتن باکتری، ویروس، حشرات و آفت با پرتودهی به وسیله اشعه گاما با مقدار دز جذبی که توسط آزمایشگاه های میکروبیولوژی و مواد غذایی مشخص می شود، امکان پذیر است. بدین منظور به طراحی و ساخت یک سامانه پرتودهی خودحفاظ گاما برای پرتودهی غلات و حبوبات با چشمه پرتوزای کبالت - 60 با فعالیت 50 کیلوکوری پرداخته شد. عملکرد این سامانه به گونه ای است که با استفاده از نوار نقاله، محصولات کشاورزی به صورت فله ای به داخل قیف ورودی سامانه ریخته می شوند. محصولات از قیف ورودی به مارپیچی سقوط می کنند و پس از عبور از این مارپیچ وارد کسک (محفظه پرتودهی) می شوند تا پرتودهی بشوند. میزان دز جذبی محصولات کشاورزی علاوه بر چگالی، نوع محصول و...، بستگی به مدت زمان حضور در کسک پرتودهی دارد. این زمان پرتودهی به وسیله تغییر سرعت گردش ماردون قابل تغییر بوده و میزان دز جذبی گرفته شده توسط محصول با در نظر گرفتن مقدار فعالیت باقی مانده به صورت نرم افزاری محاسبه می شود. طراحی و ساخت سامانه پرتودهی نوع 1 بر اساس استاندارد به شماره ANSI/HPSN43.7-2018 و با استفاده از نرم افزار Solidworks و استاندارد حفاظ سازی پایه ISIRI7751 و توسط نرم افزار MCNPX مدل سازی شده است. سایر طراحی و ساخت ها اعم از نقشه کشی صنعتی و تاسیسات، نقشه کشی الکتریکی، تحلیل سازه، جوشکاری و سامانه برق و کنترل نیز بر اساس استاندارد مربوطه اش رعایت و انجام شده است. سازه مکانیکی ساخته شده تحمل بار استاتیک سازه 140 کیلونیوتون را دارد. طراحی منحصر به فرد مارپیچ ورودی محصولات به صورت پله ای به جای اسپیرال باعث کاهش سرب مورد نیاز برای حفاظ سازی به میزان 2 تن نسبت به نمونه مشابه ساخت کشور مجارستان شد. دبی خروجی محصولات پرتودهی شده در این سامانه در حدود 1 تن بر ساعت برای گندم با دز 200 گری است. میزان یکنواختی دز برابر 2 به دست آمد که برای کارهای صنعتی پرتودهی قابل قبول است.کلیدواژگان: پرتودهی، سامانه پرتودهی خودحفاظ گاما، کبالت، میزان یکنواختی دز، حفاظ سازی، شبیه سازی MCNPX
-
صفحات 313-323در این مقاله، یک حسگر دمایی فیبر نوری طراحی شده که از ایزوپروپانول جهت افزایش حساسیت دمایی و از یادگیری ژرف جهت تشخیص تغییرات الگوی سه بعدی انتشار نور در طول فیبر نوری و تعیین دمای محیط استفاده می کند. به عبارتی دیگر، تغییر دمای محیط، ضریب شکست ایزوپروپانول را تغییر داده و موجب تغییر شکل ظاهری الگوی تداخل مدهای انتشاری درون فیبر نوری می شود که شناسایی الگو مبتنی بر یادگیری ژرف تغییرات ظاهری انتشار نور را تشخیص داده و دمای محیط را به شکل بهینه تخمین می زند. در این راستا، فیبر نوری مذکور، توسط نرم افزار آر سافت برای 106 دمای مختلف شبیه سازی شده و الگوهای انتشار سه بعدی آنها به دست آمده است. از گرداوری الگو های شبیه سازی شده، پایگاه داده کاملی از نور منتشره برای بازه دمایی -73 الی 82 درجه سانتی گراد، تشکیل شده است. پایگاه داده مذکور به الگوریتم شناسایی الگو مبتنی بر یادگیری ژرف وارد شده و نحوه تغییرات شکل ظاهری انتشار نور در فیبر با تغییرات دما به سامانه شناسایی الگو آموزش داده می شود. شناسایی الگوی استفاده شده در این مقاله، با الهام گرفتن از شبکه الکس نت طراحی شده و می تواند دمای محیط را با خطای حداقل مقدار میانگین مربعات 2 به دست آورد.کلیدواژگان: حسگر دمایی فیبر نوری، ایزوپروپانول، یادگیری ژرف، شناسایی الگو، آر سافت
-
صفحات 325-332ساختارهای سرمایش تشعشعی با کم کردن جذب انرژی های تشعشعی از محیط پیرامون و ساطع کردن حداکثری انرژی تشعشعی خود ساختار، می تواند به دمایی زیر دمای محیط برسد. این ساختارها به علت آن که بدون صرف انرژی اضافی می توانند از مصرف انرژی برق سامانه های سرمایشی بکاهند، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. برای دست یابی به این هدف، نیاز به طراحی یک ساختار با خواص الکترومغناطیسی ویژه از نقطه نظر میزان جذب و میزان عبور نور داریم. ساختار مورد نظر باید همزمان شرایط 1) بازتابش خوب در مقابل امواج خورشیدی و 2) گسیل (جذب) خوب در پنجره انتقال اتمسفر را داشته باشد. این مقاله ضمن بررسی این شرایط، ابتدا برای تحقق شرط گسیل، ماده فوتورزیست SU-8 را پیشنهاد کرده و برای تحقق شرط بازتابش امواج خورشیدی، ساختار براگ را بررسی و تحلیل کرده است.کلیدواژگان: سرمایش تشعشعی، بازتابنده براگ، ماتریس انتقال
-
صفحات 333-341برخورددهنده حلقوی آینده (FCC-ee)، با ارائه محیط آزمایشگاهی تمیز، انرژی و درخشندگی بالا، فرصتی منحصر به فرد برای مطالعه دقیق خواص و برهم کنش های کوارک تاپ فراهم می کند. در این مطالعه، حساسیت بالقوه FCC-ee به فرایندهای انتقال جریان خنثای تغییر دهنده طعم (FCNC) شامل کوارک های بالا را با استفاده از رویکرد لاگرانژی موثر بررسی کرده ایم. به این منظور، فرایند تولید کوارک تاپ در برخورد الکترون-پوزیترون در انرژی های مرکز جرم 240 GeV و 365 GeV شبیه سازی شده و واپاشی کامل هادرونی بوزون W ناشی از واپاشی کوارک تاپ، در نظر گرفته شده است. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که با ترکیب انرژی های مرکز جرم مذکور و در نظر گرفتن درخشندگی های یکپارچه 5 ab-1 و 1/5 ab-1 می توان به حساسیتی FCNC از مرتبه 10-5 دست یافت. این یافته ها نشان دهنده پتانسیل بالای FCC-ee برای کشف و مطالعه دقیق فرایندهای FCNC است و می تواند به درک بهتر فیزیک فراتر از مدل استاندارد کمک کند.کلیدواژگان: جریان خنثای تغییر طعم کوارک، برخورددهنده لپتونی الکترون-پوزیترون، کوارک تاپ، فیزیک فرای مدل استاندارد
-
صفحات 341-353در این مطالعه، تاثیر غلظت ذرات مس بر ساختار، خواص الکتریکی و نوری لایه های کربن شبه الماسی مورد ارزیابی قرار گرفت. لایه ها با استفاده از روش کندوپاش مغناطیسی جریان مستقیم و بسامد رادیویی همزمان سنتز شده اند و رابطه آنها با عناصر فعال شیمیایی تولید شده در پلاسما مورد بررسی قرار گرفت. همچنین اثر توان منبع تغذیه بسامد رادیویی بر روند تغییرات ساختاری، الکتریکی و نوری لایه ها مطالعه شد. طیف سنجی رامان نشان می دهد در ساختار پیوندی، مکان قله G از 1584 تا 1590 (cm-1) و نسبت ID/IG از 85/0 تا 22/2 افزایش می یابد که بیان کننده کاهش ساختار شیمیایی SP3 نسبت به SP2 است. به منظور بررسی گونه های فعال شیمیایی غالب در محیط پلاسما، طیف سنجی نشری نوری (OES) انجام شد. با افزایش توان منبع تغذیه بسامد رادیویی شدت قله های گونه های فعال Cu در محیط پلاسمایی تا حدودی افزایش یافته و گونه های فعال کربنی به طور نسبی ثابت بوده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش توان منبع تغذیه بسامد رادیویی از10 تا W25 و ثابت نگه داشتن توان منبع تغذیه جریان مستقیم در توان W100، ضریب جذب نوری لایه ها روند کاهشی داشته است. شکاف نوار انرژی لایه ها که با استفاده از روش برون یابی معادله تائوک به دست آمده است با روندی کاهشی ازeV 53/1 به eV79/0 رسیده است. ضریب شکست لایه ها با استفاده از روش بیضی سنجی مورد تحلیل قرار گرفته است. مقاومت نمونه ها با افزایش توان منبع تغذیه بسامد رادیویی، روند ثابت و یکسانی را طی نکرده و در ابتدا روندی کاهشی و سپس به دلیل تغییر در غلظت ذرات مس در نمونه ها افزایش یافته است.کلیدواژگان: کربن شبه الماسی، ذرات مس، کندوپاش مغناطیسی بسامد رادیویی و جریان مستقیم همزمان، طیف سنجی رامان، طیف سنجی بیضی سنجی و ضریب شکست
-
صفحات 355-374در این مقاله، استفاده از سوخت حلقوی به جای سوخت توپر در قلب راکتور بوشهر بررسی شده است. در هندسه حلقوی، سوخت دو کانال داخلی و خارجی و دوسطح تبادل دمای سوخت با خنک کننده دارد. پنج نوع هندسه حلقوی با شعاع های داخلی و خارجی متفاوت به انضمام سوخت توپر فعلی مورد استفاده در راکتور بوشهر، در کد هسته ای MCNPX.2.6.0 شبیه سازی شده است. پس از صحت سنجی شبیه سازی، برخی پارامترهای نوترونی برای سوخت های با هندسه حلقوی توسط کد محاسبه شده است. با تحلیل نتایج، هندسه حلقوی بهینه معرفی و پیشنهاد شده است. پس از تحلیل نوترونی، هندسه حلقوی انتخاب شده از دیدگاه ترموهیدرولیکی در کد کبرا و نرم افزار فلوئنت مورد بررسی قرار گرفته است. طبق نتایج به دست آمده، استفاده از سوخت حلقوی سبب می شود مقدار سوختن در حدود 01/4 واحد نسبت به سوخت توپر افزایش یافته و از مقدار 33/12 در سوخت توپر، به 34/16 در واحدهای GWd/MTU برسد. همچنین خنک شوندگی بهتر، سبب می شود که بیشینه دمای مرکز سوخت 300 کلوین کاهش یابد. علاوه بر آن، سبب می شود که حاشیه ایمنی MDNBR از مقدار 7/1 در سوخت توپر، به مقدار 5/2 در غلاف بیرونی، و به مقدار 7/3 در غلاف داخلی، افزایش یابد.کلیدواژگان: سوخت حلقوی، سوخت توپر، نیروگاه اتمی بوشهر BNPP، مصرف سوخت، سوختن، MCNPX، انسیس فلوئنت
-
صفحات 375-384دینامیک یک ساختار ناهمگن شامل لایه های پادفرومغناطیس و فرومغناطیس که به وسیله یک لایه فلزی از یکدیگر جدا شده اند، مورد بررسی قرار گرفته است. با تنظیم میدان مغناطیسی اعمالی به نحوی که بسامد یکی از مدهای پادفرومغناطیس در محدوده بسامد فرومغناطیس قرار گیرد، به دلیل جفت شدگی تبادلی بین لایه ای، دست یابی به یک جفت شدگی همدوس امکان پذیر است. علاوه براین، دینامیک مغناطش در لایه های مغناطیسی منجر به پمپاژ اسپین به فلز می شود که یک انباشتگی اسپینی در فلز ایجاد می کند. این انباشتگی اسپینی، یک جریان انتقال اسپین از فلز به لایه های مغناطیسی تولید می کند که می تواند منجر به یک جفت شدگی اتلافی بین دینامیک لایه های پادفرومغناطیس و فرومغناطیس شود که به صورت جاذبه ترازی در ویژه مدهای سامانه قابل مشاهده خواهد بود. جفت شدگی غیرمستقیم بین دینامیک لایه های مغناطیسی بسته به ضخامت لایه فلزی می تواند از نوع همدوس یا اتلافی باشد. برای لایه های فلزی نازک که برهم کنش تبادلی بین لایه ای اهمیت دارد، جفت شدگی همدوس و برای لایه های ضخیم که برهم کنش تبادلی ناچیز است، جفت شدگی اتلافی است.کلیدواژگان: جفت شدگی همدوس و اتلافی، فرومغناطیس، پادفرومغناطیس، پمپاژ و انتقال اسپین
-
صفحات 385-392یک سامانه هیبریدی متشکل از یک مگنت و یک کاواک ریز موج مورد بررسی قرار گرفته است. جفت شدگی قوی مگنت با کاواک ریز موج، جائی که قدرت جفت شدگی خیلی بیشتر از اتلاف هر دو زیرسامانه باشد، منجر به یک کانال اتلافی غیرذاتی برای مگنت می شود که به دما، اتلاف ذاتی و انرژی تحریک کاواک ریز موج بستگی دارد. نتایج نشان می دهد در حالت تشدیدی، با تحریک کاواک ریز موج این کانال اتلافی منجر به پادمیرایی برای مگنت می شود.کلیدواژگان: سامانه مغناطیسی، جفت شدگی کاواک ریز موج-مگنت، اتلاف مگنت
-
صفحات 393-423حل شوارتس- شیلد در 1916 به عنوان نخستین حل معادله های میدان اینشتین بر اساس تقارن کروی به دست آمد که در زمان خود ایده جدیدی در استفاده از تقارن محسوب می شد. در این مطالعه، سعی می شود حل های معادله های اینشتین با تقارن کروی در حضور و غیاب ثابت کیهان شناسی بر اساس ناورداهای (یا انتگرال های اول) گروه های تقارنی مجددا فرمول بندی شوند. روش مورد استفاده در این مقاله، ترکیبی از چهار تقارن شناخته شده: تقارن نقطه ای لی، تقارن- ، چند جمله ای های داربو و روش پرل- سینگر گسترش یافته است. در این روش، برای حل مجدد مسئله شوارتس شیلد ترکیبی از تقارن های ذکر شده به نحوی استفاده می شود که ناورداهای مستقل از هم با یک شیوه نظام مند و الگوریتمی به دست آیند. بر این اساس، یک نظریه تقارنی برای ما فراهم می شود. به کمک این نظریه، به دور از هر سردرگمی می توان به بهترین نحو ممکن از تقارن ها استفاده کرد و با راهکار مشخصی به جواب های مورد نظر که همانا یافتن ناورداهای مستقل از هم است، دست یافت.کلیدواژگان: متریک شوارتس شیلد، ناورداهای گروه های تقارنی، تقارن نقطه ای لی، تقارن-Λ، چند جمله ای های داربو، روش پرل- سینگر گسترش یافته
-
صفحات 425-435در این تحقیق، ما بر معادلات مغناطوهیدرودینامیک نسبیت عامی حاکم بر حرکت مغناطوپلاسمای برافزایشی بر یک سیاهچاله ساکن، حد نیوتنی اعمال می کنیم. و تحول زمانی یک قرص مغناطیده برافزایشی ضخیم ناوشکسان را در حضور میدان مغناطیسی دوقطبی سیاهچاله مرکزی مورد مطالعه قرار می دهیم. با حضور رسانندگی الکتریکی متناهی برای سیال، در واقع تنش مغناطیسی، جایگزین تنش وشکسانی لایه ای در الگوی قرص استاندارد می شود و مسئولیت انتقال تکانه زاویه ای را به عهده می گیرد. همه کمیات فیزیکی سامانه تابعی از سه متغیر ، و هستند. وابستگی زمانی توابع فیزیکی سامانه را از روش خودمشابه زمانی می یابیم. با فرضیات فیزیکی مناسب، وابستگی فضایی توابع را تا حد امکان با جواب های تحلیلی دقیق، و سپس به ناچار به روش عددی به دست می آوریم. جواب های خودمشابه نشان می دهند که با گذشت زمان، فروریزش و چرخش سیال کندتر، قرص کم چگال تر، سردتر و کم فشارتر می شود، همچنین رسانندگی الکتریکی سیال نیز کاهش می یابد. هرچه رسانندگی الکتریکی سیال بیشتر می شود، فروریزش و چرخش سیال کندتر، قرص چگال تر و سردتر می شود ولی آهنگ بر افزایش جرم بیشتر می شود. چگالی جریان الکتریکی سمتی تولید شده به خاطر حرکت مغناطو سیال، ساختار میدان مغناطیسی درون قرص را تعیین می کند و منجر به یک مولفه قطبی برای میدان مغناطیسی قرص می شود. به لطف رسانندگی الکتریکی متناهی سیال، بر سطح مرزی قرص، خطوط ثابت میدان مغناطیسی قرص به خطوط دوقطبی میدان مغناطیسی سیاهچاله مرکزی متصل می شوند. با سپری شدن زمان، این پیکربندی ثابت می ماند؛ زیرا تابعیت زمانی مولفه های میدان مغناطیسی قرص یکسان است.کلیدواژگان: برافزایش، قرص های برافزایشی، سیاهچاله، مغناطوهیدرودینامیک
-
صفحات 435-441آشکارسازهای پرتو ایکس، با بازده آشکارسازی و قدرت تفکیک مکانی بسیار خوب، کاربردهای متنوعی از جمله در پرتونگاری و تحقیقات پایه دارند. بسیاری از روش های پرتونگاری موجود عموما از بازده مناسبی برخوردار نبوده و زمان بر هستند و برای کاربردهایی که مستلزم اندازه گیری در لحظه اند مناسب نیستند. یکی از راه حل های پیشنهاد شده برای اجتناب از این معضل توسعه فیلم های سوسوزن ساختاریافته همچون یدید سزیم بوده است که چگالی بالا و پاسخ سریع آنها می تواند راه گشا باشد و در عین حال امکان رشد آنها با ابعاد میکرومتری و تراکم زیاد بهبود کیفیت تصویر را به همراه خواهد داشت. در این مطالعه شبیه سازی، با استفاده از جعبه ابزار جیانت 4 و بهره گیری از یک هندسه ساده شامل یک صفحه پلیمر در نقش دوربین برای ثبت فوتون های نوری، یک مجموعه ساختارمند از سوسوزن های با ابعاد میکرومتری در نقش مبدل پرتو ایکس، و یک صفحه آلومینیوم در نقش انعکاس دهنده نور برای کاهش افت بازده فوتون ها، وابستگی تارشدگی تصویر به عمق تولید فوتون های نوری را برای باریکه های نوک مدادی پرتو ایکس بررسی کرده ایم.کلیدواژگان: تارشدگی تصویر، پرتو ایکس کیلوولتاژ، سوسوزن میکروستونی، فوتون های نوری، کد مونت کارلوی جیانت 4
-
صفحات 443-456گرافن، به خاطر داشتن خواص فوق العاده در رسانندگی الکتریکی، رسانندگی گرمایی، چگالی حامل های بار بالا، تحرک بار بالا و خواص اپتیکی و شیمیایی خوب به ماده ای منحصر به فرد جهت استفاده در گستره وسیعی از کاربردها تبدیل شده است. در اینجا، اتصالات الکتریکی کروم با فوتولیتوگرافی بر بستر مورد نظر تولید و گرافن تک لایه بر روی آن انتقال یافت. نمونه ها در دو زمان s 15 و s30 و در توان هایW 20 تا W 50، توسط پلاسمای گاز SF6 عامل دار شدند. تحلیل های میکروسکوپ اپتیکی، الکترونی و نیروی اتمی و نیز طیف سنجی رامان و پراش پرتو الکترونی جهت بررسی کیفیت، پیوستگی، ساختار و تعیین عناصر گرافن فلوئوردار شده استفاده شد. رفتار جریان-ولتاژ قبل و بعد از عامل دار شدن نمونه ها نشان داد که در یک زمان مشخص، توان پلاسما بین 20 تا W 50، عامل تاثیر گذار در تغییر جریان نیست ولی زمان پلاسما تعیین کننده است. s 15 پلاسمای گاز SF6 ، به خاطر الکترون خواهی بالا، جریان عبوری از گرافن تک لایه را کاهش می دهد و افزایش زمان پلاسما به s30، رسانایی گرافن را از بین می برد و گرافن با ضخامت یک لایه اتمی را به ماده دوبعدی عایق تبدیل می کند. طیف سنجی رامان گرافن تک لایه بعد از فلوئوردار شدن، با افزایش زمان و توان پلاسما، حاکی از تضعیف شبکه بلوری گرافن و افزایش تعداد عیوب و نقص های شبکه است و این موارد به صورت کمی از طیف های رامان استخراج و تحلیل شده است. در نهایت، فلوئور بین دولایه گرافن رسانا و نارسانا ساندویچ شده و جریان الکتریکی، بازیابی شده است. اعمال ولتاژ دروازه (گیت)، تاثیر ناچیزی بر تغییر جریان عبوری از گرافن نشان داده است.کلیدواژگان: گرافن، مشخصه یابی الکتریکی، فوتولیتوگرافی، فلوئوردار کردن، رامان
-
صفحات 457-465باکتری ها به دلایل مختلف از جمله در پاسخ به تحریکات شیمیایی محیط می توانند حرکت کنند. در این مقاله، الگوهای حرکتی یک باکتری نوعی را در قالب یک زنجیر مارکوف زمان گسسته در یک بعد (مدل دویدن و چرخش یک بعدی) مدل سازی می کنیم. سپس با کمک نظریه انحراف بزرگ، رفتار تابع چگالی احتمال جریان متحرک (جابه جایی در واحد زمان)، به عنوان یک متغیر دینامیکی که روی مسیر حرکت متحرک تعریف می شود، مطالعه می شود. نشان خواهیم داد که امکان مشاهده گذارفاز دینامیکی در سامانه وجود دارد.کلیدواژگان: نظریه انحراف بزرگ، گذارفاز دینامیکی، کموتکسی، مدل دویدن و چرخش، فرایندهای تصادفی
-
صفحات 467-481برهمکنش دوقطبی در توصیف پدیده های متنوعی نقش ایفا می کند. تحلیل سامانه ای بس ذره ای با برهمکنش دوقطبی به دلیل ویژگی های برداری، ناهمسانگرد و بلندبرد این برهمکنش دشوار است. در این مقاله، رهیافتی تانسوری برای مطالعه برهمکنش دوقطبی به کار گرفته می شود که اجازه می دهد، سهم جهت گیری و مکان دوقطبی ها از هم تفکیک شوند. به کمک این رهیافت می توان در تقریب میدان میانگین نشان داد در آرایه دوبعدی منظم از نانوذرات مغناطیسی تحت تاثیر برهمکنش دوقطبی، گذارفاز پیوسته مغناطیسی رخ می دهد. این گذار فاز برای نانوذراتی که در یک بافت کشسان قرارگیرند پیچیده تر است. چنین سامانه ای از دیدگاه زیستی اهمیت دارد. رهیافت تانسوری برای تحلیل آرایه منظم کشسان از دوقطبی ها نیز به کار می آید. نتایج نشان می دهد کرنش در بافت کشسان در جهتی است که نظم برآمده مغناطیسی را در مقابل افت وخیز گرمایی پایدارتر می کند. هرچند این پایداری، حساسیت و اثرپذیری سامانه در نقطه بحرانی نسبت به میدان مغناطیسی خارجی را کاهش نمی دهد و کماکان در نقطه بحرانی سامانه نسبت به میدان مغناطیسی خارجی بینهایت پذیرفتار می ماند. چنین ویژگی می تواند از نظر زیستی اهمیت داشته باشد.کلیدواژگان: برهمکنش دوقطبی، گذار فاز پیوسته، تانسور جفت شدگی، محیط کشسان
-
صفحات 483-494در این مقاله، به بررسی برانگیختگی امواج سالیتونی در یک مدل پلاسمای کوانتومی در رژیم نسبیتی ضعیف پرداخته می شود. این مدل به یک معادله دیفرانسیل غیرخطی از مرتبه چهارم منجر می شود که این غیرخطی بودن پدیده های جدید و جالبی را در دینامیک محیط پلاسما ایجاد می کند. در این مقاله، بدون استفاده از تقریب و ساده سازی، پاسخ های سالیتونی پایدار و مانا برای دامنه پتانسیل برداری مدل با استفاده از رویکرد تحلیلی سکانت هایپربولیک (sech) به دست می آید. این روش بیشتر به نام روش تانژانت (tanh) هایپربولیک شناخته می شود. به دلیل استفاده از تابع sech در استخراج پاسخ ها، در اینجا به روش سکانت هایپربولیک نامگذاری شده است. امواج سالیتونی پایدار و مانای به دست آمده از این نظر اهمیت دارند که با اندازه و شکل ثابت در محیط پلاسمای موردنظر که کاملا پاشنده است، منتشر می شوند. لازم به توجه است که پاسخ های به دست آمده برای پتانسیل برداری یک بخش نوسانی به صورت یک عامل فازی هم دارند. تغییرات چگالی همچنین مورد بررسی قرار گرفته می شود. جواب های سالیتونی به دست آمده سرعت گروه بین و دارند و برای چگالی زمینه الکترونی بین مقادیر تا هستند. همچنین سری دیگری از جواب ها که دوره ای هستند و سالیتونی نیستند هم در این مقاله معرفی می شوند. این یافته ها می توانند به فهم بهتر دینامیک پدیده های کوانتمی در محیط های پلاسمایی کمک کنند. در این مقاله، همچنین ناپایداری کلی سامانه مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. بدین منظور رابطه پاشندگی با اعمال روشی تقریبی به دست می آید. منحنی پاشندگی منتجه مورد بررسی قرار می گیرد و ناحیه هایی از پارامترهای مربوطه که در آنها ناپایداری وجود دارد مشخص می شود.کلیدواژگان: پلاسمای کوانتمی، امواج سالیتونی، پلاسمای نسبیتی ضعیف، روش سکانت هایپربولیک
-
صفحات 495-502این مطالعه، برهمکنش یک ذره میله ای بلند با دیواره ای موجی را به صورت دوبعدی در محیط بلور مایع نماتیک بررسی می کند. ذره در سلولی بین دو دیواره صاف و موجی محصور شده است که قلاب شدگی های عمودی دارند. برهمکنش ذره با دیواره موجی از کمینه سازی عددی انرژی لاندائو-دوژن و انرژی سطحی با استفاده از روش اجزای محدود تعیین می شود. ما فهمیده ایم که در محدوده هر فرورفتگی و برآمدگی متوالی از دیواره موجی، ذره می تواند تحت تاثیر برهمکنش های جاذب و دافع در مسیرهای مشخصی سوق داده شود که توسط گرادیان انرژی ذره-دیواره تعیین می شود. بازآرایش سمتگیری میدان نماتیک در اطراف ذره و انحراف آن از پیکربندی چهارقطبی منجر به برهمکنش های ناهمسانگرد ذره-دیواره در فواصل نزدیک می شود. برای بررسی تاثیر بزرگی فرورفتگی ها و برآمدگی ها بر برهمکنش ها، به طور مجزا دیواره موجی را در دو دامنه متفاوت بررسی کرده ایم. محاسبات ما نشان می دهد که افزایش دامنه می تواند محدوده برهمکنش ها را تقویت و گسترش دهد.کلیدواژگان: بلور مایع نماتیک، دیواره موجی، انرژی لاندائو-دوژن، انرژی سطحی، قلاب شدگی، نقص
-
صفحات 503-509یکی از راه های جذب انرژی لیزر توسط پلاسما در همجوشی گرماهسته ای، جذب تابش ترمزی معکوس نام دارد. در این فرایند، نهشت انرژی از طریق تابش ترمزی معکوس توسط الکترون های پلاسما صورت می گیرد. در پژوهش کنونی، جذب تابش ترمزی معکوس در پلاسمای غیرمغناطیسی و غیرهمگن محاسبه شده است. برای این کار، از تئوری جنبشی و معادلات فوکر-پلانک استفاده، و تابع توزیع ماکسولی به عنوان اولین تابع توزیع همسانگرد در نظر گرفته شده است. سپس یک راه حل عددی برای حل میدان الکتریکی لیزر و تابع پاشندگی پلاسما پیشنهاد شده است. پس از تعیین جذب تابش ترمزی معکوس، اثر طول موج لیزر و دمای الکترون های پلاسما بر روی میزان جذب مطالعه شد. نتایج نشان داد که افزایش دمای الکترون و کاهش طول موج لیزر، میزان جذب در پلاسمای غیرمغناطیسی و غیرهمگن را افزایش می دهد. در آخر نیز اختلاف در میزان جذب تابش ترمزی معکوس در پلاسماهای همگن و غیرهمگن بررسی شد.کلیدواژگان: همجوشی گرماهسته ای، جذب تابش ترمزی معکوس، تابع پاشندگی پلاسما، فوکر-پلانک
-
صفحات 511-522
سنجه های متنوعی از درهم تنیدگی هولوگرافی را در یک مدل گرانشی مشخص اینشتین- ماکسول- دیلاتون با استفاده از دوگانی گرانش/پیمانه ای مطالعه خواهیم کرد. به ویژه آنتروپی درهم تنیدگی، اطلاعات متقابل و سطح مقطع کنج درهم تنیدگی را برای هندسه های دوگان به حالت خلا محاسبه می کنیم. نتایج ما برخی از ویژگی های جالب توجه سنجه های اطلاعات نظریه مرزی از جمله آنتروپی خالص سازی را که دوگان به سطح مقطع کنج درهم تنیدگی است، مشخص می کند. همچنین نشان می دهیم فاصله بحرانی متناظر با گذار فاز اطلاعات متقابل با افزایش پارامتر غیرموضعیت، زیاد شده که ناشی از افزایش همبستگی های میان دو ناحیه است.
کلیدواژگان: هولوگرافی، هم ارزی گرانش-پیمانه ای، درهم تنیدگی، غیرموضعیت -
صفحات 523-530واپاشی های انحصاری بوزون هیگز به مزون های و از طریق رویکرد ترکش مورد مطالعه قرار می گیرد. یکی از مدهای غالب واپاشی بوزن هیگز مدل استاندارد، واپاشی آن به جفت است که متعاقبا به طور مستقیم به مزون های و ترکش می کنند. در این مقاله، نسبت واپاشی و پهنای واپاشی بوزون هیگز مدل استاندارد به مزون های و به طریق ترکش مستقیم پاد کوارک در چارچوب نظریه اختلال مکانیک کوانتومی رنگ (pQCD) در مرتبه LO محاسبه شده است. نتایج حاصل از این محاسبات توافق بسیار خوبی با نتایج به دست آمده توسط سایر نویسندگان دارد.کلیدواژگان: بوزون هیگز، نسبت انشعاب، پهنای واپاشی، ترکش
-
صفحات 531-538در این مقاله می خواهیم با استفاده از نظریه الکترودینامیک کوانتومی و نظریه سامانه های کوانتومی باز در تصویر هایزنبرگ، پدیده تابش جسم سیاه یک بعدی را توصیف کنیم. بدین منظور، یک کاواک فابری-پرو را در نظر می گیریم که با محیط اطرافش در دمای معینی در حال تعادل گرمایی است و یکی از مدهای طولی آن به وسیله یک لیزر خارجی تحت دمش اپتیکی قرار دارد. با نوشتن معادلات دینامیکی هایزنبرگ-لانژون برای مدهای طولی درون کاواک و حل آنها تحول زمانی میدان اپتیکی کل داخلی را در شرایط پایا به دست می آوریم. سپس با استفاده از نظریه ورودی-خروجی در اپتیک کوانتومی، میدان اپتیکی خروجی کاواک را در شرایط پایا به دست می آوریم و از روی آن توان طیفی خروجی کاواک را محاسبه می کنیم. نتیجه به صورت مجموع یک بخش همدوس و یک بخش ناهمدوس در توان طیفی خروجی ظاهر می شود که اولی مربوط به میدان میانگین و دومی مربوط به افت و خیرهای کوانتومی میدان درون کاواک است که منشا بروز تابش گرمایی است. سرانجام نشان میدهیم که در حد پیوستار، افت و خیزهای کوانتومی خروجی کاواک منجر به ظهور طیف پلانک یک بعدی شده که در حد بسامدهای پایین به شکل یک بعدی رابطه ریلی-جینز منجر می شود. سپس با محاسبه چگالی انرژی کل خروجی، قانون استفن-بولتزمن را برای تابش جسم سیاه یک بعدی به دست می آوریم.کلیدواژگان: تابش جسم سیاه، الکترودینامیک کوانتومی، نظریه کوانتومی اتلاف
-
Page 1
-
Pages 287-294In the present study, we have demonstrated that the core location of cosmic ray air showers can be determined by utilizing a virtual dense array and comparing the intensity of experimental signals received by antennas within a cosmic ray radio array with those received by their corresponding antennas in a dense array. Specifically, this method is applied to the coordinates of the SURA radio array. Additionally, to reduce the simulation time the number of antennas in the dense array is optimized. Moreover, we investigate the influence of the primary energy and the zenith angle of the dense array on the accuracy of the method. We have shown that within a limited range, a dense array with a specified primary energy and zenith angle can effectively determine the core location of cosmic rays with various energies and zenith angles while maintaining acceptable accuracy of the method.Keywords: Cosmic Ray, Core Location Of Extensive Air Showers, Radio Detection, SURA
-
Pages 295-312It is possible to extend the shelf life and reduce the waste of agricultural products due to removing bacteria, viruses, insects and pests by means of gamma irradiation with the absorbed dose amount determined by microbiology and food laboratories. For this purpose, the design and construction of a self-shielded gamma irradiation system for irradiation of grains and legumes with radioactive sources of cobalt-60 with activity of 50 kilocuries was performed. In this system, agricultural products are fed in bulk into the input funnel with a conveyor belt. The products move from the inlet funnel to the spiral due to gravitational force and after passing through it, they enter the cask (irradiation chamber) to be irradiated. The absorbed dose amount of agricultural products depends on the time duration that they stay in the irradiation cask, their density, and their type of products, etc. Irradiation time can be adjusted by changing the rotational speed of the screw conveyor considering the last amount of activity remained in the cask at the time of irradiation by means of a software product. The design and construction of type 1 radiation system is based on ANSI/HPSN43.7-2018 standard designed using Solidworks software and basic biological shielding standard ISIRI7751 modeled and calculated by MCNPX software. Other designs and constructions, including industrial and facility drawings, electrical drawings, structural analysis, welding and electrical and control systems were also carried out based on their respective standards. The built mechanical structure can withstand 140kN of loading. The unique design of the entrance chamber in a form of a step instead of a spiral reduces the volume of lead material required for shielding by 2 tons compared to a similar irradiation system made in Hungary. The output mass flow rate of irradiated products in this system is about 1 ton/hour for wheat with dose of 200 grays. The dose uniformity ratio of 2 was obtained, which is acceptable for industrial radiation works.Keywords: Irradiation System, Self-Shielded System, Gamma-Ray Cobalt-60, MCNPX Simulation
-
Pages 313-323In this paper, an optical fiber temperature sensor is designed that uses isopropanol to increase temperature sensitivity and deep learning to characterize changes in the three-dimensional pattern of light propagation along the optical fiber and determine the ambient temperature. In other words, changing the ambient temperature changes the refractive index of isopropanol and causes a change in the appearance of the interference pattern of the guided modes inside the optical fiber, which identifies the pattern based on deep learning detects the changes in the appearance of light emission and estimates the ambient temperature optimally. In this regard, the mentioned optical fiber was simulated by Rsoft software for 106 different temperatures and their 3D propagation patterns were obtained. From the collection of simulated patterns, a complete database of propagated light for the temperature range of -73 to 82 degrees Celsius has been formed. The mentioned database is entered into the pattern recognition algorithm based on deep learning, and the pattern recognition system is taught how the appearance of light propagation changes in the fiber with temperature changes. The model used in this article is inspired by the AlexNet network and can obtain the ambient temperature with a minimum mean square error of 2.Keywords: Optical Fiber Temperature Sensor, Isopropanol, Deep Learning, Pattern Recognition, Rsoft
-
Pages 325-332Radiative cooling structures can reach a temperature below the ambient temperature by reducing the absorption of radiative energy from the surrounding environment, while maximizing the radiative energy emission. These structures have received extensive attention given their potential to reduce buildings’ electrical power consumption. To achieve this goal, a structure with specific electromagnetic properties regarding wave absorption and transmission should be designed. The proposed structure should simultaneously have 1) good reflectance across the Sun radiation spectrum, and 2) good emittance (absorptance) in the atmospheric window wavelength range. In this article, the SU-8 photoresist material was proposed to fulfill the emission condition, and to fulfill the reflection condition, the Bragg reflector was considered and analyzed.Keywords: Radiative Cooling, Bragg Reflector, ABCD Matrix
-
Pages 333-341The Future Circular Collider (FCC-ee), with its clean experimental environment, high energy, and luminosity, offers a unique opportunity for the precise study of the properties and interactions of top quarks. In this study, we have investigated the potential sensitivity of the FCC-ee to flavor-changing neutral current (FCNC) processes involving top quarks using an effective Lagrangian approach. To this end, the production of top quarks in electron-positron collisions at center-of-mass energies of 240 GeV and 365 GeV has been simulated, considering the full hadronic decay of the W boson resulting from the top quark decay. The results of the analyses show that by combining these center-of-mass energies and considering integrated luminosities of 5 ab⁻¹ and 1.5 ab⁻¹, an FCNC sensitivity on the order of 10⁻⁵ can be achieved. These findings highlight the significant potential of the FCC-ee for discovering and precisely studying FCNC processes, which could contribute to a better understanding of physics beyond the Standard Model.Keywords: Future Circular Collider (FCC-Ee), Top Quark, Flavor-Changing Neutral Current (FCNC), Physics Beyond The Standard Model (BSM)
-
Pages 341-353In this paper, the structural, electrical, and optical properties of copper-doped amorphous carbon films were investigated and the relation of these properties with a plasma-produced chemical active species in simultaneous direct current and radiofrequency magnetron sputtering was studied. The effect of changing the power of a direct current power supply at constant power of radio frequency on the film properties was investigated. Raman spectroscopy of the films indicated that the G peak position and ID / IG ratio increased, which indicates a decrease in the SP3 bonding in the film structure. Optical emission spectroscopy (OES) was also performed to investigate the dominant chemical active species produced in the plasma environment and showed that Cu active species decreased with increasing power. Also, the results showed that by increasing the power of direct current to the graphite target from 60 to 120 W as well as keeping the radio frequency power constant at 10 W which connected to copper target, the optical absorption coefficient of the films increased. Also, the optical band gap grew from 0.92 ev to 1.5 ev. The refractive index of the deposited films analyzed by ellipsometry showed a decreasing trend from 1.85 to 1.24 with increasing power.Keywords: Diamond-Like Carbon, Copper Particles, Radio Frequency Magnetic Sputtering, Simultaneous Direct Current, Raman Spectroscopy, Ellipsometric Spectroscopy, Refractive Index
-
Pages 355-374In this article, the use of annular fuel instead of solid fuel is investigated in the core of the Bushehr reactor. In annular geometry, the fuel has two internal and external channels and two surfaces for temperature exchange. The current solid fuel used in the Bushehr reactor and five types of annular geometries were simulated in the MCNPX.2.6.0 nuclear code. After validating the simulation, some neutronic parameters have been calculated by the code. By analyzing the results, the optimal annular geometry has been introduced and suggested. After the neutronic analysis, the chosen annular geometry has been analyzed from the thermohydraulic point of view in the COBRA code and FLUENT software. According to the obtained results, the use of annular fuel, the burnup increases by about 4.01 GWd/MTU. Also annular fuel usage decreases the maximum temperature of the fuel center by about 300 K. It also increases the safety margin of MDNBR from 1.7 in solid fuel, to 2.5 in the outer cladding, and to 3.7 in the inner cladding of annular fuel.Keywords: Annular Fuel, BNPP, Burnup, MCNPX, FLUENT
-
Pages 375-384The dynamics of a heterostructure composed of antiferromagnetic and ferromagnetic layers, separated by a metalic layer, has been investigated. By adjusting the applied magnetic field so that the frequency of one of the antiferromagnetic modes lies in the frequency range of the ferromagnetic layer, coherent coupling can be achieved due to interlayer exchange interaction. Moreover, the magnetization dynamics within the magnetic layers induce spin pumping into the metal, generating a spin accumulation in the metallic layer. The spin accumulation generates a spin transfer current from the metal to the magnetic layers, which can result in dissipative coupling between the dynamics of the antiferromagnetic and ferromagnetic layers. This coupling manifests as level attraction in the system's eigenmodes. The indirect coupling between the dynamics of the magnetic layers can be either coherent or dissipative, depending on the thickness of the metallic layer; for thin metallic layers, where interlayer exchange interaction is dominate, coherent coupling emerges, whereas in thick layers, where exchange interaction is negligible, dissipative coupling prevails.Keywords: Coherent, Dissipitive Coupling, Ferromagnetic, Antiferromagnetic, Spin-Pumping, Spin-Transfer
-
Pages 385-392A hybrid system consisting of a magnet and a microwave cavity has been investigated. The strong coupling between the magnet and the microwave cavity, where the coupling strength significantly exceeds the losses of both subsystems, creates an extrinsic dissipation channel for the magnet that depends on the temperature, intrinsic damping, and excitation energy of the cavity. The results indicate that, in the resonant case, the excitation of the microwave cavity leads to anti-damping for the magnet via this dissipation channel.Keywords: Magnetic System, Coupling Of Microwave Cavity-Magnet, Damping Of Magnet
-
Pages 393-423The Schwarzschild solution was obtained in 1916 as the first solution to Einstein’s field equations based on spherical symmetry, which was considered a new idea in the use of symmetry at the time. In this study, it is tried to reformulate the solutions of Einstein’s field equations with spherical symmetry in both the presence and absence of the cosmological constant based on the invariants (or first integrals) of the symmetry groups. The method used in this article is a combination of four well-known symmetries: Lie point symmetry, λ-symmetry, Darboux polynomials, and the extended Prelle-Singer method. In this method, to resolve the Schwarzschild problem, a combination of the mentioned symmetries is used in such a way that the independent invariants are obtained in a systematic and algorithmic way. Based on this, a symmetry theory is provided for us. With the help of this theory, one can use symmetries in the best possible way, far from any confusion, and achieve the desired solutions with a specific solution, which is to find independent invariants.Keywords: Lie Point Symmetry, Darboux Polynomials
-
Pages 425-435In this paper, we apply the Newtonian limit to the general relativistic magnetohydrodynamic (GRMHD) equations that govern the motion of magnetoplasma accreting onto a static black hole. We study the time evolution of a non-viscous, magnetized, thick accretion disk in the presence of the central black hole's dipolar magnetic field. With the presence of finite electrical conductivity in the fluid, the magnetic stress effectively replaces the viscous shear stress in the standard disk model and is responsible for the transfer of angular momentum. All physical quantities of the system are functions of three variables: t, r, and θ. We determine the time dependence of the system's physical functions using the self-similar method. With suitable physical assumptions, we derive the spatial dependence of the functions as accurately as possible through analytical solutions, and, when necessary, through numerical methods. Self-similar solutions indicate that over time, the accretion and rotation of the fluid slow down, the disk becomes less dense, cooler, and less pressurized, and the electrical conductivity of the fluid also decreases. As the electrical conductivity of the fluid increases, the accretion and rotation of the fluid slow down, and the disk becomes denser and cooler, but the mass accretion rate increases. The azimuthal electric current density generated by the motion of the magnetofluid determines the magnetic field structure within the disk and results in a polar component for the disk's magnetic field. Due to the finite electrical conductivity of the fluid, at the boundary surface of the disk, the constant magnetic field lines of the disk connect to the dipolar magnetic field lines of the central black hole. Over time, this configuration remains stable because the time dependence of the magnetic field components of the disk is similar.Keywords: Accretion, Accretion Disks, Black Hole, Magnetohydrodynamic
-
Pages 435-441X-ray detectors, which generally enjoy very good detection efficiency and spatial resolution, have many applications including in radiography and basic research. Many of the existing radiographic methods are extremely inefficient and time-consuming, making them improper for real-time applications. A solution to avoid such a problem has been to develop structured scintillation films such as CsI, which have high density and fast response, and at the same time, have the possibility of being grown as compact micrometer structures – suggesting a way to attain better image qualities. Employing the Geant4 Monte Carlo toolkit, we have used a simple geometry to serve as a radiography system, which includes a polymer layer as a camera, a structured layer of micro-columnar scintillators as x-ray converters, and an aluminum layer as a light reflector. Hence, for pencil-beam x-rays we investigated the dependence of blurring on the production depth of the resulting optical photons.Keywords: Image Blurring, Kilo-Voltage X-Ray, Micro-Columnar Scintillator, Optical Photons, Geant4 Monte Carlo Code
-
Pages 443-456Graphene, the mother of 2D materials, has become a unique material for use in a wide range of applications due to its extraordinary properties such as electric conductivity, thermal conductivity, high charge carrier density, high charge mobility, and good optical and chemical properties. In this research, Cr electric contacts were produced by photolithography on the desired substrate, and monolayer graphene was transferred on top. Samples were functionalized at 15s and 30s in 20-50 W SF6 plasma. Optical, electron, and atomic force microscopic techniques along with Raman spectroscopy and energy dispersive X-ray analysis were used to examine the quality, continuity, elemental and structural properties of the samples. Current voltage before and after graphene functionalization demonstrated that at a specific plasma time, plasma power between 20-50 W is not a critical parameter rather, plasma time is the critical parameter in current modification. 15s SF6 plasma reduces the current passing through monolayer graphene due to its high electron affinity and further increases the plasma time to 30s, diminishes monolayer graphene conductivity, and turns into an insulating 2D material with atomic thickness. Raman spectroscopy of fluorinated monolayer graphene demonstrated that an increase in time and plasma power, decays crystal structure and increases impurities and defects in the lattice. These were qualitatively extracted from the Raman spectra and discussed. Finally, fluorine was sandwiched between two conductive and nonconductive layers and restored electrical current. Applying back-gate voltage had an insignificant impact on the current modification of graphene.Keywords: Graphene, Electrical Characterization, Photolithography, Fluorination, Raman
-
Pages 457-465Bacteria can move for various reasons, including in response to chemical stimuli in the environment. In this article, we model the movement patterns of a typical bacteria in the form of a discrete-time Markov chain in one dimension (one-dimensional running and tumble model). Then with the help of the large deviation theory, the behavior of the probability density function of current (displacement per unit time), as a dynamical variable that is defined on the moving path, is studied. We will show that it is possible to observe a dynamical phase transition in the system.Keywords: Large Deviation Theory, Dynamical Phase Transition, Chemotaxis, Run, Tumble Model, Stochastic Process
-
Pages 467-481Dipolar interaction plays a significant role in describing various phenomena. Analyzing a many-body system with dipolar interaction is challenging due to the vector, anisotropic, and long-range characteristics of this interaction. In this paper, a tensor approach is used to study dipolar interaction, allowing the contribution of orientation and the location of dipoles to be separated. With this approach, it can be shown that in mean-field theory, a continuous magnetic phase transition occurs in an ordered two-dimensional array of magnetic nanoparticles under the influence of dipolar interaction. However, this phase transition becomes more complex when nanoparticles are embedded in elastic tissue. Such a system is crucial from a biological view. The tensor approach is also applicable for analyzing the elastic array of dipoles. The results show that the strain in the elastic tissue aligns with magnetic order in a way that further stabilizes the emergent magnetic order against thermal fluctuations. Although this stability does not reduce the system’s sensitivity to even the smallest external magnetic field at the critical point, and the system remains infinitely susceptible to an external magnetic field. This feature could be biologically important.Keywords: Dipolar Interaction, Continuous Phase Transition, Coupling Tensor, Elastic Media
-
Pages 483-494This paper studies the excitation of solitonic waves in a quantum plasma model within the weak relativistic regime. The model leads to a fourth-order nonlinear differential equation, which, due to its nonlinearity, introduces new and intriguing phenomena in the dynamics of the plasma environment. We successfully obtained stable and stationary solitonic solutions using the hyperbolic secant Sech-method without resorting to any simplifications. This approach, commonly known as the Tanh- method, is referred to as the sech- method here because the sech function is employed in deriving the solutions. The obtained stable and stationary solitonic waves are significant because they propagate with a constant size and shape in a highly dispersive plasma environment. These waves reveal bounded soliton waves for the vector potentials. Also, the density changes due to the influence of the thermal quantum effects are studied. It is observed that the group velocity of the solitonic solutions of the vector potential affects the density changes. The outcomes of this study and the dealing approach with this context help us better understand the dynamical phenomena of quantum plasmas.Keywords: Quantum Plasma, Solitonic Wave, Weak Relativistic Plasma, Sech Method
-
Pages 495-502This study explores the interaction of a colloidal particle with a wavy wall in a two-dimensional nematic liquid crystal. The particle is confined in a cell between two flat and wavy walls, all with homeotropic anchoring. The particle's interaction with the wall is determined by numerically minimizing the bulk Landau–de Gennes and surface energy using a finite element method. We discovered that within a range of each successive well and hill of a wavy wall, the particle can experience attractive and repulsive interactions, leading it to move along routes determined by energy gradients. The reorientation of the nematic field around the particle from the quadrupole configuration results in anisotropic particle-wall interactions near the wall. We considered the wavy wall with two different amplitudes to explore the impact of the magnitude of wells and hills on interactions. Our calculations demonstrate that increasing the amplitude can strengthen and expand the range of interactions.Keywords: Nematic Liquid Crystal, Wavy Wall, Landau-De Gennes Energy, Surface Energy, Defect
-
Pages 503-509One of the ways to absorb laser energy by plasma in thermonuclear fusion is called inverse bremsstrahlung absorption. In this process, energy is deposited through inverse bremsstrahlung radiation by plasma electrons. In the current work, inverse bremsstrahlung absorption in unmagnetized and inhomogeneous plasma is calculated. For this purpose, kinetic theory and Fokker-Planck equations are used and the Maxwellian distribution function is considered as the first isotropic distribution function. Then a numerical solution for solving the the laser electric field and the plasma dispersion function is proposed. After determining the inverse bremsstrahlung absorption, the effect of laser wavelength and plasma electron temperature on the absorption rate was studied. The results show that increasing the electron temperature and decreasing the laser wavelength increases the amount of absorption in unmagnetized and inhomogeneous plasma. Finally, The difference in inverse bremsstrahlung absorption in homogeneous and inhomogeneous plasmas was investigated.Keywords: Thermonuclear Fusion, Inverse Bremsstrahlung Absorption, Plasma Disperdion Function, Fokker-Planck
-
Pages 511-522
We study several holographic entanglement measures in a specific Einstein-Maxwell-dilaton theory using gauge/gravity correspondence. In particular, we evaluate the holographic entanglement entropy, mutual information, and entanglement wedge cross-section in geometries that are dual to the boundary vacuum state. Our results reveal some generic properties of boundary information measures dual to the entanglement wedge cross-section, e.g., the entanglement of purification. We show that the critical separation for the transition of mutual information increases as we increase the non-locality parameter, hence the total correlation between the subsystems increases.
Keywords: Holography, Gauge, Gravity Correspondence, Entanglement, Nonlocality -
Pages 523-530The exclusive decays of the Higgs boson into and mesons are being studied using the fragmentation approach. One of the dominant modes of the Higgs boson decay in the Standard Model is its decay into pairs, which then directly decay into and mesons. In this article, the branching ratio and decay widths of the SM Higgs boson to the and mesons have been calculated by directly fragmenting the anti-quark within the framework of perturbative Quantum Chromodynamics (pQCD) at leading order (LO). The results of these calculations are in very good agreement with those obtained by other authors.Keywords: Higgs Boson, Branching Fraction, Decay Widths, Fragmentation
-
Pages 531-538In this article, we want to describe the phenomenon of one-dimensional blackbody radiation by using the theory of quantum electrodynamics and the theory of open quantum systems in Heisenberg's picture. For this purpose, we consider a Fabry-Perot cavity, which is in thermal equilibrium with its environment at a certain temperature, while one of its longitudinal modes is optically pumped by an external laser. By writing the Heisenberg-Lanjevin dynamical equations for the longitudinal modes inside the cavity and solving them, we obtain the time evolution of the internal optical field in the steady state. Then, using the input-output theory in quantum optics, we obtain the optical field of the cavity output in the steady state and calculate the power spectrum of the cavity output from that. The result appears as the sum of a coherent part and an incoherent part in the output power spectrum, where the former is related to the mean field and the latter is related to the quantum fluctuations of the field inside the cavity, which is the source of thermal radiation. Finally, we show that in the continuum limit, the quantum fluctuations of the cavity output lead to the emergence of the one-dimensional Planck spectrum, which at the low-frequency limit leads to the one-dimensional form of the Rayleigh-Jeans relation. Then, by calculating the total output energy density, we obtain the Stefan-Boltzmann law for one-dimensional blackbody radiation.Keywords: Black Body Radiation, Quantum Electrodynamics, Theory Of Quantum Dissipation