در این تحقیق، دینامیک ساختار ایستا و تقارن محور سیال برافزایشی وشکسان در میدان گرانش یک جسم فشرده ی ساکن و یک جسم آرام چرخان مطالعه شده است. در حالت خاص تقریب قرص نازک، صرفنظر از خودگرانش قرص، معادلات مغناطو سیال نسبیتی را در هندسه ی شوارتزشیلد و در هندسه ی کر استخراج می نماییم. در هر دو هندسه، ابتدا یک مجموعه جواب تحلیلی خودسازگار برای معادلات کاملا نسبیتی سیال نامغناطیده بدست می آوریم. سپس با استفاده از این جوابها، جوابهای مناسبی برای سیال مغناطیده (بصورت جوابهای قبلی بعلاوه ی جملاتی شامل میدانهای الکترومغناطیسی و توابع بدون بعد مجهول) در نظر می گیریم. اگر پلاسما دارای رسانندگی بینهایت و یا مقاومت وی‍ژه صفر باشد، هیچ میدان مغناطیسی خارجی نمی تواند به قرص نفوذ نماید. اما خطوط مغناطیسی نیرو بواسطه ی حضور رسانندگی متناهی می توانند به قرص برافزایشی نفوذ کنند. بنابراین، اگر پلاسما دارای رسانندگی متناهی باشد ساختار میدان مغناطیسی دوقطبی ستاره مرکزی درون قرص تغییر خواهد کرد. این حالتی است که ما برای سیال مغناطیده ی اطراف سیاهچاله ی چرخان فرض کرده ایم. همچنین تنش مغناطیسی، جانشین تنش وشکسانی در الگوی قرصهای استاندارد می شود و تکانه زاویه ای را از قرص جدا می نماید.

اعتبارسنجی مدل های فیزیکی geant4 جهت اطمینان بخشی به گروه های کاری و پژوهشی که از این بسته نرم افزاری در مواردی چون دوزسنجی، طراحی آشکارساز و غیره استفاده می کنند از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پایان نامه جهت اعتبارسنجی مدل تابش ترمزی geant4 پس از مرور فرآیند تابش ترمزی و geant4 و مدل های تابش ترمزی geant4 به شبیه سازی یک آزمایش توسط این بسته نرم افزاری پرداخته ایم. سپس نتایج حاصل از شبیه سازی را با نتایج آزمایش مقایسه کردیم تا میزان دقت مدل تابش ترمزی را با توجه به محدوده خطای این آزمایش بسنجیم. نتیجه بررسی ها با توجه به آزمون کای اسکوار نشان می دهد که فهرست فیزیک الکترومغناطیسی استاندارد و لیورمور در انرژی mev 5/19 و 78=z نتایج قابل قبولی به دست می دهند و نتایج فهرست فیزیک پنلوپه در این انرژی و این z پذیرفتنی نیست. فهرست فیزیک الکترومغناطیسی استاندارد سرعت بهتر و فهرست فیزیک لیورمور اطمینان پذیری بیشتری نشان می دهد

در این گزارش، کاربرد نامساوی مونوگمی در اندازه گیری درهمتنیدگی باقیمانده یک سیستم چند کیوبیتی توضیح داده شده است.سپس موضوع متریک بودن درهمتنیدگی مطرح شده است. نیز تحول دو حالت خاص سه کیوبیتی برای چهار کانال نوفه متفاوت بررسی شده است. در انتها نیز به عنوان مثالی برای تحول درهمتنیدگی در سیستم های بسته، دینامیک درهمتنیدگی دوسیستم جینز-کامینگز مورد مطالعه قرار گرفته است. پدیده مرگ و تولد ناگهانی درهمتنیدگی در این موارد مشاهده شد.

در این پایان نامه در فصل اول، یک تعریف برای در هم تنیدگی بیان و یکی از معیارهای کاربردی تشخیص آنرا معرفی می کنیم و سپس در فصل دوم معادله ی اصلی و مراحل بدست آوردن آنرا توضیح می دهیم.در فصل سوم با معرفی یک مدل هامیلتونی و استفاده از معادله ی اصلی، توافق را برای دو کیوبیت در دو منبع مستقل بدست می آوریم و در پایان در فصل چهارم برای دو کیوبیت در دو منبع مستقل با هامیلتونی متفاوت با مدل اول، دوباره معیار توافق جهت بررسی دینامیک و اتلاف درهم تنیدگی رسم می شود.چکیده:

در این تحقیق اثرات برخورد سر به سر دوپالس از باریونهای ایجاد شده در پلاسمای کوارک-گلوئون (qgp)- که با شبه سالیتونهای معادله kdv توصیف می گردند- مطالعه می شود. qgp مورد بررسی هم در دمای صفرو و هم دردمای غیرصفردرنظر گرفته شده است. معادلات هیدرودینامیک نسبیتی این سیستم بسط داده شده و نهایتاً معادله ی تحول چگالی باریونی و چگالی انرژی را به طور جداگانه به دست آورده ایم. نشان داده شده است که چگالی های باریونی و همچنین چگالی انرژی بعد از برخوردبا اختلاف فازی که محاسبه می گردد از هم پراکنده می شوند.

geant4 یک ابزار شبیه سازی آشکارساز می باشد که برای مطالعات در زمینه ی فیزیک پر انرژی، فیزیک هسته ای، فیزیک نجومی و فضایی، پزشکی و مطالعات پایه ای در زمینه ی تابش ها طراحی گردیده است. با استفاده از این ابزار می توان آزمایش های تجربی را شبیه سازی نمود و اعتبارسنجی این بسته را آزمود. در آزمایشی که به منظور اعتبارسنجی مدل های الکترومغناطیسی geant4 در این پایان نامه انتخاب شده از یک آشکارساز برای اندازه گیری فراوانی الکترون ها و پوزیترون های تولید شده در هدف آلومینیومی به وسیله ی تابش ترمزی 8/17 استفاده شده است. در این آزمایش از یک آشکار ساز مغناطیسی 60 درجه برای اندازه گیری نسبی طیف انرژی کل الکترون های ثانویه ی تولید شده در ضخامت های آلومینیومی 5/0 اینچی و 4 اینچی به وسیله تابش ترمزی mev 8/17 استفاده شده است. چیدمان آزمایش با استفاده از نرم افزار geant4 شبیه سازی شده و اطلاعات مربوط به الکترون ها و پوزیترون های ثانویه تولید شده در ضخامت های ذکر شده در آزمایش جمع آوری می شود. با استفاده از این اطلاعات فراوانی الکترون ها و پوزیترون ها را در شرایط مختلف طبق مقاله بررسی می نماییم. نتیجه بررسی ها با استفاده از آزمون کای اسکوار و مقادیر p-value نشان می دهد با افزایش انرژی تطابق نمودارها و داده ها افزایش یافته، و به طور کلی شبیه سازی روی انرژی های پایین (mev 5/0) دارای اشکال است.همچنین نحوه توزیع داده های حاصل از شبیه سازی تقریبا یکسان است و وضعیت فهرست های فیزیکی متفاوت در بررسی نتایج، برای تمام حالت ها تقریبا مانند هم می باشند.

geant4 یک نرم افزار شبیه سازی برهم کنش های ذرات بنیادی می باشد که با استفاده از این ابزار می توان آزمایش های تجربی را شبیه سازی نمود و اعتبارسنجی این بسته را آزمود. یکی از مهم ترین مزیت های این کد شبیه سازی این است که محدوده وسیع انرژی و ذرات گوناگون را در بر می گیرد. از آنجایی که این بسته برای استفاده در فیزیک انرژی بالا طراحی شده ولی تصحیحات انرژی پایین نیز در آن صورت گرفته است، مطالعه محدوده انرژی پایین و اعتبارسنجی این ابزار در این محدوده حائز اهمیت می باشد. به منظور اعتبار سنجی مدل های الکترومغناطیسی 4 geantدر انرژی های پایین، آزمایشی را برای اندازه گیری سطح مقطع تابش ترمزی ناشی از الکترون های 50kev برای هدف های آلومینیوم و طلا در نظر گرفته ایم. با استفاده از این نرم افزار چیدمان آزمایش تجربی را شبیه سازی کرده و فوتون های خروجی ناشی از فرایند تابش ترمزی ثبت می شوند. سپس نتایج حاصل از شبیه سازی را با نتایج تجربی مقایسه می نماییم. همچنین به منظور بررسی کمی میزان تطابق داده های شبیه سازی با داده های تجربی از آزمون کای اسکوار و به دست آوردن مقدار p-value استفاده می کنیم. نتیجه بررسی ها نشان می دهد که تمامی فهرست های فیزیکی الکترو مغناطیسی موجود در4 geant نتایج قابل قبولی را ارائه می دهند و تطابق نتایج به دست آمده برای هدف طلا نسبت به هدف آلومینیوم بهتر می باشد.

امروزه qcd اختلالی به عنوان شاخه ای از دانش ذرّات بنیادی اهمیّت ویژه ای یافته و موضوع برجسته ای برای بسیاری از مقالات و کارهای علمی شده است. همچنین تقریب های nlo,lo تصحیحات اختلالی مهم در بسیاری از تحقیقات می باشند. در این پایان نامه از این تقریب ها بهره گرفته، ثابت جفت شدگی قوی را با استفاده از پیش بینی های کرومودینامیک کوانتومی برای متغیر t-1 تا مرتب? اول ودوم محاسبه می کنیم. ما در این تحقیق ابتدا تأثیر جرم را بر روی تراست اختلالی محاسبه می کنیم، سپس از داده های مونت کارلو کمک می گیریم و مقدار میانگین<1-t> را برای فرآیندهای سه جتی در فرآیند نابودی زوج الکترون-پوزیترون به کمک الگوریتم jade محاسبه می کنیم. سپس با فرض آن که پس از نابودی زوج، کوارک های سبک(بدون جرم)تولید شود؛ مدلی ارائه کرده به کمک این روش تقریب های نام برده محاسبه می کنیم .در نهایت سازگاری این نتایج را با پیش بینی های qcd مورد مقایسه قرار می دهیم.

geant4 یک نرم افزار قدرتمند شبیه سازی برهم کنش های ذرات بنیادی است. این نرم افزار مراحل تکمیل و توسعه خود را طی می کند. زیرروال های متعدد آن در حال تست و تصحیح و تکمیل هستند. در این پایان نامه شبیه سازی پراکندگی پرتو ایکس با انرژی mev 10 و 8 از مانع سربی با هدف اعتبارسنجی geant4 صورت گرفته است. به همین منظور داده هایی که از آزمایش شبیه سازی شده توسط geant4 بدست آمده است را، با داده های تجربی این برهم کنش که در مقاله توزیع انرژی و زاویه ای پرتو ایکس از مانع سربی توسطj.h. hubbell, e. hayward and w.f. titus. انجام شده است موجود می باشد، مقایسه کردیم تا با توجه به محدوده خطای این آزمایش میزان دقت مدل مربوطه را بسنجیم. نتیجه بررسی ها با استفاده از آزمون ?2و مقدار p-value نشان می دهد که کد نوشته شده در geant4 برای این آزهایش در زاویه های کوچک خوب عمل نمی کند ولی با افزایش زاویه عملکرد این کد بهبود یافته و نهایتا در زاویه ?=70 به اوج خود می رسد طوریکه نمودارهای داده های شبیه سازی شده و داده های تجربی هطابقت خوبی با هم دارند.این اهر هم در نمودارهای توزیع انرژی و هم در نمودارهای توزیع زاویٍه ای به خوبی دیده می شود. تمام فهرست های فیزیکی الکتروهغناطیسی استاندارد و لیورمور و پنلوپه در انرژی10mev و8 برایz=82 نتایج قابل قبولی از خود نشان داده اند.

به منظور اعتبارسنجی ابزار geant4 شبیه سازی تولید پایون باردار بررسی شد. برهمکنش انتخابی گاما-پروتون است. پس از اجرا در برهمکنش گاما-پروتون نتایج بدست آمده برای زاویه های بزرگ با داده های آزمایش مطابقت دارد ولی در زاویه های کوچک نتایج شبیه سازی با داده های تجربی تفاوت معنی داری را نشان می دهد

در این پایان نامه قصد داریم به بررسی و پدیده ی درهم تنیدگی و همچنین تحول همدوسی سیستم های دو کیوبیتی در چند حالت مختلف در یک محیط نویزدار مارکوی و غیر مارکوی بپردازیم.یک جفت کیوبیت را که در معرض ابتدایی ترین مکانیزم واهلشی، یعنی تباهی فاز خالص هستند را در نظر می گیریم، که با سه منبع برای نویزهایی که باعث ایجاد این تباهی فاز می شوند. در برهم کنش اند و اجازه می دهیم چشمه های مختلف نویز منجر به ایجاد این تباهی با مقیاس زمانی متفاوت شوند. تا به این سوال جواب دهیم که چگونه این نویزها درهم تنیدگی و همدوسی را تحت تاثیر قرار خواهند داد؟ با اعمال روش نگاشت عملگرهای کراس به مدل کیوبیتی نشان می ددهیم که درهم تنیدگی که با استفاده از معیار تطابق ووتر اندازه گیری می شودبه طور کلی سریع تر نابود می شود. همچنین نشان می دهیم با تغییر پارامتر های محیطی زمان از بین رفتن در هم تنیدگی به طور قابل ملاحظه ای در مقایسه با زمان معمول برای نابودی کامل همدوسی کاهش می یابد.

در این تحقیق دو مبحث مورد بررسی قرار می گیرد. فصل اول، به رفتار سالیتون معادله سینوسی-گوردون دوگانه(double sine-gordon ) در حضور پتانسیل خارجی پرداخته می شود. پتانسیل خارجی به دو مدل به لاگرانژی سالیتون اضافه می شود. به طور تحلیلی معادله حرکت سالیتون در این دو مدل به روش مختصه جمعی حل می گردد. در نهایت پیش بینی های تحلیلی این دو مدل با نتایج شبیه سازی عددی مقایسه می شود. این مقایسه نشان می دهد که روش تحلیلی بکار گرفته شده، روش مناسبی می باشد و با دقت خوبی با نتایج عددی همخوانی دارد. در فصل دوم ابتدا به مطالعه مدهای داخلی میدان سینوسی- گوردون می پردازیم. در ادامه مدهای داخلی و اثرات آنها در برخورد میدان با یک مانع با اثر غیر خطی کر (nonlinear kerr effect) مورد مطالعه قرار می گیرد. در این فصل برهمکنش بین یک پالس لیزری بسیار باریک گوسی شکل و محیط غیر خطی با ضریب شکست مرتبه دو بررسی می شود. خواهیم دید که برهمکنش بسته موج گوسی با محیط غیر خطی منجر به تحریک و تغییر مدهای داخلی می گردد. در نهایت نتایج این نوع مطالعه را بطور کمی بدست خواهیم آورد. نتایج محاسبات نشان می دهد که با وجود محیطهای غیر خطی در دسترس، به سختی می توان اثرات تحریک مدهای داخلی را مشاهده نمود.

طرح چشمه نور ایران، پروژه عظیمی برای طراحی و ساخت شتاب دهنده سینکروترون ملی ایران است. بسیار واضح است که مغناطیس های متعددی با مأموریت های مختلف در سینکروترون به کار می روند. گروهی از مغناطیس ها برای هدایت ذرات باردار در حال حرکت در لوله های خلأ به کار می روند. این مغناطیس ها علاوه بر تغییر جهت باید ذرات با انرژی های مختلف را (که در مسیر حرکت از هم واگرا می شوند) همگرا کنند. از بین بردن نوسانات ناخواسته ذرات در مسیر حرکت و حذف ذرات اضافه به وجود آمده در لوله خلأ نیز از کارهایی است که با مغناطیس های مناسب انجام می گیرد. در مجموع دوقطبی، چهارقطبی و شش قطبی های مغناطیسی با ساختارهای هندسی متفاوت برای منظورهای یاد شده طراحی می گردند. در این تحقیق در ابتدا با استفاده از کدهای شبیه سازی دوبعدی مغناطیس های فوق را در چشمه نور ایران طراحی کرده و در نهایت به طراحی سیستم خنک کننده و محاسبات الکتریکی آنها می پردازیم تا برای طراحی و ساخت مکانیکی آماده گردد. هم چنین به فیزیک حرکت ذرات در سینکروترون پرداخته و برهمکنش این ذرات با میدان های مغناطیسی یاد شده را بررسی می کنیم.

چکیده پایان نامه:هدف ما در این رساله بررسی تحولات زمانی فاصله رد و شباهت برای سیستم های باز کوانتومی است.در نظریه اطلاعات کوانتومی اندازه گیری فاصله حالت ها از یکدیگر بسیار با اهمیت است به ویژه دانستن اینکه یک حالت کوانتومی در عبور از یک کانال کوانتومی یا در گذر زمان نسبت به حالت ابتدایی یا هر حالت دیگری به چه میزان تغییر پیدا میکند.در این رساله سعی کرده ایم تا با معرفی دو تابع فاصله رد و شباهت، تحول زمانی این دو تابع را برای دو حالت کوانتومی بدست آوریم و عوامل موثر بر این توابع را شناسایی کرده تا با کنترل این عوامل بتوانیم فاصله بین حالت های کوانتومی را آنگونه که می خواهیم بهینه کنیم.

این پایان¬نامه محاسبات تئوری سطح مقطع تولید کوارک تاپ منفرد را در مرتبه اول از طریق فرایندهای کانال t ، کانال s ، و تولید وابسته wt ارائه می¬دهد. فرایند تولید کوارک تاپ منفرد مهم است زیرا این امکان را فراهم می¬کند تا بطور مستقیم جفت شدگی جریان بار v_tb و ثابت جفت شدگی ?_s اندازه¬گیری شوند. اندازه¬گیری سطح مقطع تولید کوارک تاپ منفرد در کانال t توسط آشکارساز اطلس در lhc ارائه شده است، این اندازه¬گیری از 1.04 ?fb?^(-1) داده برخورد پروتون-پروتون در ?s=7 tev توسط آشکارساز ثبت شده است. ویژگی رویدادهای انتخاب شده عبارت¬اند از: یک الکترون یا میوان، تکانه عرضی از دست رفته، و دو یا سه جت که دقیقا یکی از آن¬ها بعنوان جتی که از کوارک b ناشی می¬شود شناسایی می¬شود. سطح مقطع از برازش توزیع یک تکنیک جداکننده چند متغییری اندازه¬گیری می¬شود که بوسیله الگوریتم شبکه عصبی ساخته می¬شود. حاصل ?_t=83±4(stat)_(-19)^(+20) (syst) pb است، که با پیش بینی مدل استاندارد توافق خوبی دارد. همچنین مطالعات انجام شده برای تولید کوارک تاپ منفرد توسط گروه¬های cdf و d0 در تواترون مطرح می¬شود. بویژه اندازه¬گیری تولید کانال t و s کوارک تاپ منفردبصورت ترکیب شده، اولین مشاهده تولید کانال t ، اندازه¬گیری همزمان سطح مقطع تولید کانال t و s ارائه می¬شود. درآخر تولید کوارک تاپ منفرد lhc با یک مدل ابرتقارن برهمکنش قوی توسط گلوئینو دیراک سنگین مطالعه می¬شود. حضور گلوئینو دیراک سنگین اجازه می¬دهد که جریان¬های خنثی تغییر طعم قابل توجهی برای top-up وجود داشته باشند. در اینجا فرایند ug?tg بیشترین سهم را در تولید کوارک تاپ منفرد از طریق fcnc در lhc دارد.

در نسبیت عام سیاهچاله¬ها می¬توانند از رمبش گرانشی مقدار قابل¬توجهی از ماده به¬ وجود آیند. پژوهش های فراوانی که از ابتدای دهه 1990 میلادی شروع¬شده¬اند، نشان می¬دهند که انواع مختلف میدان های ماده ازجمله میدان نرده¬ای هم می¬توانند طی فرایند رمبش گرانشی تبدیل به سیاهچاله شوند. یک توزیع دلخواه از ماده که تحت اثر گرانش خود تحول پیدا خواهد کرد را "داده اولیه" می¬نامند. فضای داده¬ها به دو بخش تقسیم می¬شوند، داده¬هایی که سیاهچاله را تشکیل می¬دهند و داده¬هایی که منجر به تشکیل سیاهچاله نمی¬شوند و فضای تخت را تشکیل می¬دهند. این داده¬ها در غالب خانواده¬هایی با تعاریف خاص از پارامترها دیده می¬شوند که با تنظیم دقیق پارامتر نزدیک آستانه تشکیل سیاهچاله، سیاهچاله¬هایی با جرم بسیار کم نزدیک به صفر ساخته می¬شوند. مقدار آستانه تشکیل سیاهچاله به روش تجربی پاسخ¬هایی را که منجر به تشکیل سیاهچاله می¬شوند را از پاسخ¬هایی که منجر به تشکیل سیاهچاله نمی¬شوند، تفکیک می¬کند. پژوهش حاضر نشان داد که چطور با استفاده از تقریب تفاضل متناهی، گسسته سازی و قرار دادن شرایط مرزی مناسب، معادلات دیفرانسیل غیرخطی کلاین گوردن و معادلات میدان اینشتین با انتخاب تقارن کروی و متریک شوارتزشیلد حل گردید و در آخر با اجرای برنامه نوشته¬شده در فرترن 90 به شبیه¬سازی تشکیل سیاهچاله و تحقیق رابطه قانون توانی پرداخته¬شده است. نتایج نشان داد که سرنوشت این رمبش تشکیل سیاهچاله است. در غیر این صورت، میدان نرده¬ای پس از یک مرحله رمبش، مسیر عکس را پیش¬گرفته و به بی¬نهایت خواهد رفت.

راکندگی کینک ها و بریدرهای فرکانس پایین معادلات سینوسی-گوردن ‏و ‎$‎phi^4‎‎‎‎‎$‎‎ از ناخالصی با تقارن پاریته و زمان به طور عددی بررسی شده است. در این پژوهش ما همچنین نشان داده ایم که چگالی انرژی قابل حصول در برخورد ‎‎‏$‎n‎‎‏‎‎‎$‎ کینک و آنتی کینک متحرک کند در مدل انتگرال پذیر سینوسی-گوردن متناسب با $‎n^2‎‎‏‎‎‎$ است درحالیکه انرژی کل سیستم با $‎n‎‎‏‎‎‎$ متناسب است. ‏به طور جالب توجه ای اگر $‎n‎‎‏‎‎‎$‎ فرد (زوج) باشد چگالی انرژی ماکزیموم به شکل انرژی پتانسیل (جنبشی) ظاهر می شود‏، درحالیکه انرژی جنبشی (پتانسیل) صفر می باشد.

مدل استاندارد ذرات بنیادی با توجه به آزمایش های مختلف انجام گرفته مدلی موفق در توصیف طبیعت تا حد انرژی tev است، با این وجود مدل استاندارد برای برخی از سوالات توضیحی ندارد. از طرفی کوارک تاپ با توجه به ویژگی های خاصی چون نیمه عمر بسیار کوتاه و جرم نزدیک به مقیاس انرژی شکست تقارن الکتروضعیف به فیزیک جدید حساس است. پیش بینی های مدل استاندارد برای نسبت انشعاب های فرآیند های تغییر طعم از طریق جریان خنثی کوارک تاپ بسیار کم می باشد. مدل های مختلفی از ورای مدل استاندارد وجود دارند که منجر به افزایش نرخ فرآیندهای fcnc تاپ می شوند، بنابر این هر شاهدی از چنین فرآیندهایی حضور فیزیک جدید را نشان خواهد داد. در این رساله فرآیندهای fcnc را برای کوارک تاپ در برخورددهنده های هادرونی و لپتونی مطالعه کرده ایم. به منظور مطالعه چنین فرآیندهایی از رهیافت لاگرانژی موثر بهره گرفته ایم.

در این پایان ­نامه به توصیف برخی از خصوصیات فرآیند نابودی الکترون- پوزیترون می پردازیم.از طریق برازش نمودارهای مربوطه ، ثابت­ جفت ­شدگی را با روش ­های مدل پراکندگی، مدل تابع شکل و همچنین واریانس این مدل­ ها به­ دست می ­آوریم.این مد ل ­ها هر دو ناحیه­ اختلالی و غیراختلالی را شامل می شوند. برای این منظور از توزیع میانگین متغیرهای شکل رویداد استفاده می ­کنیم.مشاهده می ­کنیم که مقادیر به­ دست آمده از مدل ­های مختلف با یکدیگر مطابقت دارند. همچنین این نتایج سازگاری خوبی را با آزمایش­ های دیگر و پیش ­بینی ­های qcd از خود نشان می­ دهند، که تأییدی بر درستی نتایج به ­دست آمده است.

این رساله در سه فصل -1 مروری بر گروه su(2) و کاربردهای آن -2 گروه کوانتومی suq(2) -3 نتایج، تنظیم شده است .