از سال 1930 که پائولی پیشنهاد نوترینو را داد موضوعات متفاوتی در مورد آن مطرح شد، از جمله نوسان نوترینو های خورشید،که بهترین کاندیدا برای توضیح کاهش شار نوترینوی خورشیدی تلقی می شد . بالاخره نوسان نوترینو درسال 1998 در آزمایشگاه کامیوکند ودیگر آزمایشگاهها مورد تایید قرار گرفت. در این پایان نامه موضوع نوسان نوترینو مطرح شده وبررسی آن از طریق جدیدترین تئوریها در زمینه فیزیک مورد مطالعه قرار گرفته است.در ابتدا سیر تاریخی وتکوینی نوترینو مورد بررسی قرار گرفته است و سپس نوسان نوترینودر فرمالیزم پونته کوروو ارائه شده است. در ادامه بررسی نوسان نوترینو بوسیله تئوریهای جدیداز جمله فازهای هندسی(بری) که با کمیت های قابل اندازه گیری رابطه نزدیکی داشته و اطلاعات بسیار با ارزشی را ارائه می کند، مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین بررسی نوسان نوترینو بوسیله تئوری میدان های کوانتومی که باعث تصحیح در دامنه نوسان نوترینو می شود ونشان می دهدکه دامنه نوسان به پارامترهای دیگری همچون اندازه حرکت وجرم وابسته است، مورد مطالعه قرار گرفته و نشان داده شده است که در حدهای نسبیتی همان نتایج کوانتوم مکانیک معمول حاصل می شود.

حرکت میون منفی تحت تاثیر میدان مرکزی کولمبی، یکی از مسائل مورد علاقه در مکانیک کوانتمی است. روش بسط بی دررو، یک تقریب قوی برای مطالعه سیستم سه- جسمی می باشد. در این رساله، مولکولهای سه-جسمی میونی با استفاده از سیستم مختصات فوق کروی بیضوی و با در نظر گرفتن اندرکنشهای کوتاه- برد مورد مطالعه قرار گرفته و حالتهای مقید و ترازهای انرژی این مولکول محاسبه و با نتایج حاصل از روشهای دیگر مقایسه شده است. احتمال چسبندگی میون به ذره آلفای تولید شده در فرآیند همجوشی، یک تنگنای واقعی در همجوشی سه- جسمی میونی محسوب می شود. با در نظر گرفتن تمامی فرآیندهای تولید مجدد میون از یون هلیوم میونی، وابستگی چسبندگی موثر و شدت اشعه های ایکس گسیل شده توسط یون هلیوم میونی به چگالی سوخت، بصورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده در این رساله، نسبت به نتایج دیگران، در توافق خوبی با داده های تجربی موجود می باشد. محاسبات ما در شرایط فشردگی بالا نشان می دهد که، بیشینه مقدار توان توقف (به عنوان تابعی از سرعت یون هلیوم میونی) در هر چگالی با افزایش دما، کاهش می یابد. نتایج حاصل از محاسبات نشان می دهد که، احتمال تولید مجدد میون و ضریب چسبندگی موثر در ناحیه چگالیهای بین 1 تا 100lhd با تغییرات دما بطور قابل ملاحظه ای تغییر می کند. این تغییرات در چگالی های بزرکتر از 100lhd کمتر می باشد. در نهایت، محاسبات ما تحت این شرایط نشان می دهد، تعداد میانگین واکنشهایی که یک میون در زمان عمرش کاتالیز می کند، در دماهای پایین ( 1ev) با افزایش چگالی، سریعا افزایش می یابد و بهره انرژی مثبت در چگالیهای حدود 100lhd تامین خواهد شد. اما موازنه انرژی مثبت در فاز مایع (t<1000 c) هرگز صورت نمی پذیرد.

در این پژوهش پدیده شکافت را بصورت دینامیکی برای سیستم های مختلف متشکل از پرتابه ها و هدف های متفاوت مورد بررسی قرار داده ایم. برای این کار معادلات کوپل شده لانگوین را حل نموده ایم. با در نظر گرفتن پارامترهای کشیدگی ، ضخامت گردن و عدم تقارن سعی نموده ایم شکل واقعی تری را برای هسته درحال شکافت در نظر بگیریم. بدلیل گسیل اشعه گاما و ذرات از هسته مرکب ایجاد شده از همجوشی پرتابه و هدف، پدیده همجوشی- شکافت یک پدیده اتلافی است. با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو تعداد نوترونها، ذرات آلفا، پروتونها و همچنین اشعه گامای گسیل شده از هسته مرکب را محاسبه نموده ایم. همچنین مقادیر محاسبه شده از این روش را با داده های تجربی مقایسه نموده ایم. مزیت این روش نسبت به روشهای مشابه این است که بعد از تابش هر ذره اسپین و انرژی برانگیختگی هسته مرکب با توجه به نوع ذره تصحیح می گردد. نتایج حاصل از محاسبات نشان می دهد که شکل هسته مرکب و ذرات خارج شده از آن تأثیر زیادی بر کمیت های مختلف موثر در شکافت از جمله اسپین متوسط پاره ها، توزیع زاویه ای و انرژی جنبشی آنها دارد. با استفاده از روش های آماری متداول معمولاً توافق خوبی بین داده های تجربی و تئوری نمی توان ایجاد کرد. نتایج بدست آمده از مدل دینامیکی برای ناهمسانگردی در توزیع زاویه ای، اسپین متوسط و انرژی جنبشی پاره های شکافت، تعداد ذرات و اشعه گامای گسیل شده از هسته مرکب و سطح مقطع همجوشی را با داده های تجربی مقایسه خواهیم نمود.

از پدیده های شناخته شده در فیزیک هسته ای، شکافت هسته ای و همجوشی هسته ای می باشد که هر دو منشاء انرژی اند و امیدوارند روزی این انرژی بتواند جایگزین انرژی فسیلی شود. در سال های اخیر، تحقیقات گسترده ای در ارتباط با واکنش های همجوشی- شکافت یون های سنگین انجام شده است.هدف چنین مطالعاتی بدست آوردن اطلاعاتی در مورد هسته های فوق سنگین است که بطور طبیعی وجود ندارند و باید بصورت مصنوعی تولید شوند. ما در این پایان نامه احتمال همجوشی که همان سطح مقطع همجوشی می باشد، را برای همجوشی دو هسته که به هسته سنگین منجر می شود با استفاده از دو روش تئوری مورد بررسی قرار دادیم و با نتیجه تجربی مقایسه کردیم همخوانی بین روش تئوری و تجربی به ما کمک خواهد کرد که هسته های سنگین بدست آمده از تئوری با واقعیت تجربی سازگاری بیشتری داشته باشد.

در این پروژه با استفاده از مدل دابل- فولدینگ (d.f.) و نسخه های مختلف پتانسیل های تقریبی (p.p.) به مطالعه واکنش همجوشی 9be+124sn پرداخته ایم. یکی از دلایل مهم برای انتخاب چنین واکنشی، کوچک بودن هسته پرتابه و نامقید بودن آن در حین واکنش می باشد. برای محاسبه سطح مقطع همجوشی از معادلات جفت شدگی- کانال (c.c.) استفاده نموده ایم که مبتنی بر جفت شدگی اثرات ارتعاشی و دورانی هسته های برهمکنشی است. نتایج محاسبات ما نشان می دهد که سطح مقطع های حاصل از پتانسیل های تقریبی، نسبت به مدل دابل- فولدینگ که به مدل واپیچش دوگانه معروف است، در توافق بهتری با داده های تجربی هستند. موفقیت پتانسیل تقریبی (p.p.) در پیش بینی سطح مقطع همجوشی واکنش 9be + 124sn به علت وجود اثرات تراکم ناپذیری ماد? هسته ای در این مدل می باشد. از طرفی با معرفی فاکتور fcf و اعمال بر روی پتانسیل های دابل- فولدینگ و مدل تقریبی سطح مقطع حاصل از این پتانسیل ها را بهنجار نموده ایم، مقادیر این فاکتور به ازای پتانسیل مدل d.f. و چهار نسخه denisov dp،aw 95 ، bass 80 و prox. 88مربوط به مدل تقریبی به ترتیب 65/0، 69/0، 76/0، 77/0 و 86/0 بدست آمده است که نشان دهند? حساسیت فاکتور fcf به پتانسیل های کانال ورودی می باشد.

دوگانگی الکتریکی-مغناطیسی که یکی از تقارن های فیزیک است به اختصار بررسی شده و سپس به گرانش خطی تعمیم داده می شود. به این ترتیب بحثی جدی حول دوگانگی اختلالات گرانشی در فضا-زمان آنتی دو سیته چهار بعدی انجام گرفته است که منجر به دوگانگی تانسور انرژِ مومنتوم-تانسور کاتن بر روی مرز و دوگانگی الکتریکی - مغناطیسی گرانش خطی در داخل حجم می گردد.

در این پروژه واپاشی آلفازای ایزوتوپ های هسته های z=84، z=92، z=94، z=96 و z=98 را مورد بررسی قرار داده ایم. برای محاسبه پتانسیل کل از مدل واپیچش دوگانهِ (double-folding) هسته های دختر و پتانسیل موثر نوکلئون- نوکلئون از نوع m3y-reid با تقریب برد صفر و نسخه های مختلف مدل پتانسیل-تقریبی(proximity) استفاده کرده ایم. تصحیحات ناشی از تاثیر جفت شدگی مدهای ارتعاشی هسته های دختر بروی ضرایب گذار با استفاده از مدل جفت شدگی کانال ها (couple channel) و به کار گیری یکی از خروجی های کد ccfull انجام گرفته است. در این محاسبات برای هسته دختر مدهای ارتعاشی چهارقطبی و هشت قطبی ، برای حالت های دوفونونی، یعنی حالت های +2 و 3- ، لحاظ شده اند. نتیجه حاصل از این تحقیق نشان دهنده اهمیت مدهای ذاتی هسته های مادر و دختر بر روی محاسبه نیمه عمر در واپاشی آلفازا می باشد. واژگان کلیدی: واپاشی آلفازا، مدل دابل فولدینگ (d. f.)، مدل پتانسیل-تقریبی (p.p.)، مدل جفت شدگی-کانال (c.c)

در این تحقیق با استفاده از مدل توماس- فرمی به بررسی خصوصیات هسته های تغییر شکل یافته سنگین پرداخته و مدل توماس- فرمی را با جزئیات محاسباتی آن معرفی نموده ایم. با حل انتگرال انرژی در مدل توماس- فرمی، معادله انرژی به ازای هر ذره در ماده هسته ای بدست آمده است. با اضافه کردن انرژی تغییر شکل هسته ها، که در اثر تغییر در انرژی کولنی و سطحی ایجاد میگردد، به عنوان یک جمل? تصحیحی به معادله انرژی به ازای هر ذره، فرم تصححیح شده معادله انرژی را بدست آورده ایم. با برازش معادله تصحیح شده انرژی برای هسته های تغییر شکل یافته، شامل تغییر شکل های چهار قطبی و هشت قطبی، ضرایب موجود در این معادله را که شامل پارامترهای مدل قطره مایع نظیر ضرایب حجمی av، سطحیas ، انرژی تقارنی j و تراکم پذیری ماده هسته ای k محاسبه نموده ایم. با استفاده از نتایج بدست آمده برای هسته های تغییر شکل یافته به بررسی سد شکافت برای هسته های(_91^231)pa ، (_60^142)nd ، (_90^232)th و (_30^62)zn پرداخته و نتایج حاصل را با سد شکافت هسته های کروی مقایسه نموده ایم.

در این پایان نامه ما مدل stu را به عنوان نظریه ابرگرانشی در بخش ads تناظر ads/cft در نظر می گیریم تا ویژگی های پلاسمای کوارک-گلوئون را مطالعه کنیم. پلاسمای کوارک - گلوئون محیطی است بسیار شبیه به کرومودینامیک کوانتومی، به همین دلیل ما مطالعات خود را stu/qcd نام نهادیم. ما این تناظر و همچنین مدل stu را بوسیله مطالعه فضا-زمان و ساختار افق رویداد سیاه چاله و همچنین ترمودینامیک و هیدرودینامیک مرور خواهیم کرد. به خصوص ما جهانی بودن نسبت کشسانی به چگالی انتروپی پلاسمای کوارک-گلوئون را تحقیق می کنیم. سپس ما به محاسبه نیروی مقاوم وارد بر کوارک از طرف پلاسما و پارامتر خاموشی جت می پردازیم و آن ها را با نتایج به دست آمده در پس زمینه های دیگر مثل سیاه چاله شوارتزشیلد آنتی دو سیته مقایسه می کنیم. ما همچنین اثر مشتق های مرتبه بالاتر را روی کمیت های ذکر شده در نظر می گیریم و جملات اصلاحی را به دست می آوریم. به علاوه ما به تحقیق برخی نسبت های جالب دیگر شامل انتروپی، نیروی مقاوم، و پارامتر خاموشی جت می پردازیم.

در این تحقیق، افت ناگهانی مقادیر مشاهده شده در مقادیر سطح مقطع همچوشی را که تحت عنوان رویداد « بازدارندگی همجوشی » نیز شناخته می شود، برای مجموعه ای از واکنش های همجوشی یون های سنگین مورد بررسی قرار داده ایم. سطح مقطع های واکنش های مورد مطالعه را توسط کد کامپیوتری ccfull که اثرات جفت شدگی کانال ها را به حساب می آورد و با استفاده از دو نوع پتانسیل برهم-کنشی بدست آورده ایم. اولین آنها، پتانسیل پدیده شناختی اکیوز- وینتر (aw) است و پتانسیل دیگر، مدل دابل فولدینگ اصلاح شده می باشد (d.f) ، به این معنی که در آن اثرات تراکم ناپذیری ماده هسته ای لحاظ شده است. با استفاده از نتایج حاصل برای سطح مقطع، فاکتورهای s(e) و l(e) مورد تحلیل قرار گرفته اند. فاکتور- s(e) ، ازحاصل ضرب سطح مقطع در انرژی که در یک تابع نمایی خاص ضرب شده است، بدست می آید و فاکتور- l(e) مشتق لگاریتم حاصل ضرب انرژی در سطح مقطع می باشد. همچنین نتایج حاصل برای انرژی آستانه es ، انرژی خاصی که درآن رویداد فوق آغاز می شود، توافق مناسبی را با فرمول نیمه تجربی گزارش شده نشان می دهند.

هدف از تحقیقات همجوشی، تولید نیروگاه هستهای که از لحاظ اقتصادی و محیطی مناسب باشد. مسئلهی تولید انرژی همجوشی، ساخت دستگاهی است که بتواند سوخت را تا دمای کافی گرم کرده و سپس آن را برای مدت زمان طولانی نگه دارد، به طوری که بتواند انرژی بیشتری از طریق واکنشهای همجوشی با گرم کردن سوخت تولید کند. اما یکی از مسائل مهم در راکتورهای همجوشی هسته ای آینده، وجود ناپایداری گرمایی ذاتی در راکتورهای گرما هستهای مانند توکامک میباشد. در این کار تحقیقاتی، دو موضوع در رابطه با این نوع راکتورها، مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا معادلات توازن انرژی و در حالت بدون ناخالصی و همراه با ناخالصیهای بریلیم و آرگون را در توکامک (d-t) ذره پلاسمای دوتریم و تریتیوم حل کرده و ناپایداری گرمایی را نشان میدهیم. در ادامه به منظور پایداری پلاسما، با استفاده از محرکتزریق iter90h-p میزان سوخت و حل مجدد معادلات جفت شدهی توازن انرژی و ذره با وارد کردن اختلال 20 %- به دمای پلاسما در روش کنترل خطی، ناپایداری را بر طرف کرده و پلاسمای دوتریم و تریتیوم را به پایداری گرمایی میرسانیم. در نهایت، توان در توکامک d-t همجوشی، زمان محصورسازی پلاسما، چگالی پلاسما، دمای پلاسما و پارامترهای دیگر پلاسمای در دو حالت بدون حضور ناخالصی و همراه با ناخالصی مورد بررسی قرار گرفته است.

با استفاده از مدل¬سازی اثرات ناشی از نیروی مغز دافعه در برهم¬کنش¬های نوکلئون-نوکلئون از طریق مدل اصلاح شده¬ی واپیچش-دوگانه، به بررسی نقش اثرات معادله حالت ماده¬ی هسته¬ای در طول فرآیند همجوشی کامل دو هسته¬ی برهم¬کنشی پرداخته¬ایم. با توجه به مفهوم دمای هسته¬ی مرکب، مطالعات انجام گرفته در این تحقیق را به دو بخش اثرات اصلاحی ماده¬ی هسته¬ای سرد (0 = t) و گرم (0 ? t) تقسیم¬بندی نموده¬ایم. تحقیقات ما در بخش اول براساس معادله حالت پیش¬بینی شده توسط مدل توماس-فرمی صورت گرفته و اختصاص به سیستم¬های همجوشی نسبتاً سبک 16o+27al,28si دارد. نتایج حاصله در این بخش نشان می¬دهد که علی¬رغم کاهش حجم ناحیه¬ی همپوشانی در اینگونه از سیستم¬ها، نسبت به واکنش-های همجوشی یون-سنگین، اثرات اصلاحی ماده¬ی هسته¬ای سرد تأثیر بسزایی در بهبود نتایج سطح مقطع همجوشی بویژه در حد انرژی¬های بالای سد کولنی دارد. در بخش دوم از مطالعات این رساله سعی نموده¬ایم تا با بهره¬گرفتن از معادله¬ی حالت حاصله از مدل وابسته به چگالی سیلر-بلنچارد به تحلیل اثرات اصلاحی ماده¬ی هسته¬ای گرم در واکنش¬های همجوشی نظیر 40ar+40ca، 28si+40ca، 35cl+48ti و 40ar+74ge بپردازیم. اصلی-ترین مشخصه¬ی این قبیل واکنش¬ها رسیدن به حد دمایی mev 2 ?t در ناحیه¬ی همپوشانی کامل هسته¬های برهم¬کنشی می¬باشد که موجب می¬شود تا انرژی سیستم در آن ناحیه از حد انرژی فرمی نیز بالاتر رفته و دیگر استفاده از معادله حالت¬هایی نظیر آنچه که از مدل توماس-فرمی به تنهایی استخراج می¬شود نمی¬تواند انتخاب مناسبی برای توصیف ویژگی¬های ماده¬ی هسته¬ای در ناحیه¬ی همپوشانی باشد. تحت چنین شرایطی نتایج حاصله آشکار می¬سازد که اثرات چگالی و دمای هسته¬ی مرکب موجب افزایش ارتفاع سد پتانسیل و همچنین کاهش عمق آن در مدل اصلاح شده¬ی واپیچش-دوگانه می¬شود. از دیگر نتایج جالب توجه مطالعه¬ی حاضر می¬توان به ظهور وابستگی خطی قدرت پتانسیل مغز دافعه به انرژی e* (یا دمای t) هسته¬ی مرکب اشاره کرد که با مطالعه¬ای سیستماتیک قادر خواهیم بود چنین وابستگی را از طریق یک تابع وابسته به انرژی در پتانسیل¬ نوکلئون-نوکلئون فرمول¬بندی نماییم. بعلاوه مقایسه¬ی مقادیر تئوری و آزمایشگاهی سطح مقطع همجوشی برای واکنش¬های مورد بررسی در این بخش اثبات می¬کند که اثرات اصلاحی ماده¬ی هسته¬ای گرم موجب بهبود توافق میان داده¬های مذکور می¬شود. لازم به ذکر است که نقش اثرات دمایی هسته¬ی مرکب برروی هر دو کانال ورودی و خروجی واکنش¬های همجوشی را همچنین از طریق دیدگاه پتانسیل مجاورت، که رویکردی است مبتنی بر برهم¬کنش¬های سطحی میان دو هسته¬ی برخورد¬کننده، مورد ارزیابی قرار داده¬ایم. در راستای دستیابی به اهداف این بخش، از معادله حالت مبتنی بر مدل توماس-فرمی که برای ماده¬ی هسته¬ای نامتقارن در شرایط دمایی محدود تعمیم داده شده است بهره¬گرفته¬ایم تا از طریق آن به مطالعه¬ی وابستگی دمایی پارامتر ضخامت سطح b در نسخه¬ی اصلی فرمالیزم پتانسیل مجاورت بپردازیم. نتایج بدست آمده برای 28 واکنش همجوشی نشان می¬دهد هنگامی که معادله¬ی حالت با اثرات اشباع چگالی ماده¬ی هسته¬ای گرم همراه شود، نحوه¬ی وابستگی پارامتر مذکور به دمای t هسته¬ی مرکب از مرتبه¬ی دوم به اول تقلیل می¬یابد. بعلاوه بکارگیری فرم اصلاح شده¬ی پارامتر b(t) در مورد واکنش¬های همجوشی مختلف آشکار می¬سازد که مدل پتانسیل مجاورت با این فرم جدید قادر است توصیف قابل قبولی را برای مقادیر تئوری ویژگی¬های سد کولنی و همچنین سطح مقطع همجوشی ارائه دهد. یکی دیگر از اهداف مورد نظر در این پروژه آنالیز رفتار داده¬های آزمایشگاهی توابع برانگیختگی همجوشی برحسب انرژی (بویژه در حد انرژی¬های خیلی پایین¬تر از سد همجوشی) از طریق نسخه¬ی اصلی پتانسیل مجاورت و در مورد سیستم¬های برخورد¬کننده¬ی 28si+100mo، 58ni+54fe و 64ni+64ni می¬باشد. نتایج حاصله آشکار می¬سازد هنگامی که مدل مذکور را بواسطه¬ی اثرات دمایی هسته¬ی مرکب و همچنین اثرات ضریب انرژی سطحی ? اصلاح نماییم، قادر خواهیم بود تا داده¬های آزمایشگاهی کمیت¬هایی نظیر سطح مقطع همجوشی، فاکتور اخترفیزیکی s(e) و مشتق لگاریتمی l(e) را برای سیستم¬های همجوشی یاد شده با دقت قابل قبولی بازتولید کنیم.

ویژگی های تلاطم در اقیانوس، به خصوص در مناطقی با تبادلات قوی جریان مانند تنگه هرمز از اهمیت خاصی برخوردار است. در پایان نامه حاضر، این مسئله مورد مطالعه و توجه قرار گرفته است. در این مطالعه، با استفاده از داده های اندازه گیری هیدروفیزیکی در بخش جنوبی تنگه ی هرمز و با گام زمانی نیم ساعته توسط دانشگاه میامی در طول دوره ی دسامبر ???? تا مارس ???? و داده های هواشناسی ایستگاه جزیره قشم استفاده می شود. پس از آن تلاطم در ستون آب در جنوب جزیره قشم با استفاده از مدل عمومی تلاطم اقیانوسی (gotm) شبیه سازی شد. نتایج نشان داد که انرژی جنبشی تلاطم (tke) در فصل های مختلف، با عمق نفوذ متفاوت در طول سال در شبیه سازی ظاهر شد. در فصل سرد، انرژی جنبشی تلاطم از سطح تا بستر گسترش می یابد در حالی که در فصل های گرم به دلیل ایجاد ترموکلاین فصلی، عمق نفوذ tke محدود می شود و تنها از سطح تا بالای ترموکلاین گسترش می یابد. در این مطالعه، بررسی عدد پرانتل تلاطمی، برتری وشکسانی تلاطمی نسبت به پخش شناوری در عمق های میانی را نشان می دهد.