در این پایان نامه به بررسی چرخش قطبش نور در موجبرهای مگنتواپتیکی تخت سه لایه پرداخته شده است. در این راستا موجبرهای مگنتواپتیکی با ساختارهای گوناگون بر مبنای موج میرا شونده مورد مطالعه قرار گرفتند. ابتدا چرخش قطبش نور و اثر پهنای لایه مغناطیسی در موجبر مگنتواپتیکی بررسی شد. در ادامه به منظور دستیابی به موجبری با چرخش بزرگ، موجبر fe2o با لایه پوششی 3 مگنتواپتیکی با لایه پوششی کبالت طراحی و ساخته شد. در ادامه به منظور بررسی دقیق تر چگونگی چرخش صفحه قطبش در موجبرهای مگنتواپتیکی، روش ماتریس انتقال، به عنوان رهیافت محاسباتی برای بدست آوردن پاسخ های اپتیکی و مگنتواپتیکی موجبر مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از این رهیافت، چرخش صفحه قطبش نور بر حسب فاصله انتشار در موجبرهای تخت مگنتواپتیکی با ساختارهای مختلف ، اثر ماده لایه موجبری و همچنین اثر مرز فیلم و زیرلایه بر میزان چرخش بررسی شدند. یکی از مهمترین ساختارهای بررسی شده، موجبرهای مگنتواپتیکی فیلم نازک گارنت bi :yig هستند. محاسبات نشان دادند که در موجبر مگنتواپتیکی که هم لایه موجبری و هم زیرلایه می باشند، در فاصله 290 میکرومتری چرخشی در حدود 80 درجه بدست می آید.

نانوذرات فلزی به علت خواص جالب فیزیکی از جمله خواص نوری امروزه مورد توجه گسترده قرار گرفته و روش های متعددی برای ساخت و استفاده از آن ها در قطعات مختلف ابداع شده است. علاوه بر این خواص نوری نانوذرات برای بررسی و تحلیل نتایج آزمایش ها نیز سهم بسزایی دارد و در بسیاری از پژوهش ها مورد استفاده قرار می گیرد . هدف انجام این پژوهش محاسبه خواص نوری نانوذرات فلزی(طلا و نقره) و بررسی عوامل موثر بر خواص پلاسمونیک و در نهایت طیف خاموشی است. روش ها ی متعددی برای بررسی خواص نوری ذرات فلزی به کار می رود که بر پایه نظریه های جذب و پراکندگی نور به وسیله ذرات با ابعاد کمتر از 100 نانومتر باید تغییراتی در آن ها صورت گرفته و با توجه به تغییر خواص ذرات در این محدوده بهینه سازی شوند. مهمترین نظریه های مورد استفاده نظریه مای و استفاده از روشی مبتنی بر تقریب دو قطبی گسسته dda است که باید تصحیحاتی مربوط به خواص نانوذرات انجام شود. به طور عمومی آزمایش ها نشان داده است که خواص نوری نانوذرات به جنس، شکل، اندازه، و محیط دی الکتریک بستگی دارد. شبیه سازی های امکان محاسبه خواص ذراتی با شکل و اندازه دلخواه و همچنین مواد ترکیبی مانند آلیاژها و سایر ترکیبات دوتایی و حتی چند تایی را فراهم می آورد. در محاسبات نظریه مای اثر تشدید پلاسمای فلز، اثر پراکندگی سطحی الکترون های نوار رسانش و اثرات تابشی نسبت به اندازه ذرات و محیط دی الکتریک بررسی شد. به طور کلی بیشینه تشدید پلاسمای سطحی با افزایش اندازه ذرات و همچنین افزایش ضریب شکست محیط دی الکتریک به سمت طول موج های بلند تر منتقل می شود. در شبیه سازی های dda نشان دادیم که خواص نوری نانومیله های طلا به طور عمده تحت تاثیر مدهای دو قطبی طولی قرار می گیرند. دیدگاه dda به نظر ابزار مفیدی برای مطالعه ی دقیق خواص نوری نانومیله ها می رسد و همچنین توضیح روشنی برای هر نوار تشدید پلاسمونی که در طیف جذب ظاهر می شود، ارائه می کند.

چکیده ندارد.

بی نظمی که قسمتی جدا نشدنی ازطبیعت است، همیشه در رفتار سیستم های فیزیکی تاثیر گذار بوده است. گاهی نیز خود بی نظمی بیان گر فیزیک جدیدی بوده است ( جایگزیدگی اندرسون ). اهمیت سیستم های بی نظم به علت کاربرد فراوان آن در علوم مختلف از جمله اقتصاد و علوم زیستی هرروز پیش از روز پیش نمایان می شود. برای بررسی سیستم های بی نظم روش های محاسباتی مختلفی وجود دارد که اکثراین روشها آماری هستند. مهمترین و رمز آلود ترین پدیده ای که در فیزیک بس ذره ای اتفاق می افتد گذار فازها و پدیده های بحرانی است. کلاس های جهانی در پدیده های بحرانی باعث شده است که با وجود پیچیدگی فراوان، رفتار سیستم های گوناگون شبیه به هم باشند، که ترمودینامیک و دیدگاه فیزیک آماری تا کنون برای توصیف آن موفقیت های شایانی بدست آورده اند . در این پایان نامه با رویکردی برخواسته از فیزیک آماری به بررسی برخی از خواص سیستم شیشه اسپینی می پردازیم. شیشه اسپینی، سیستم مغناطیسی است که با یک چیدمان بی نظم (هامیلتونی بی نظم) از اندرکنش بین اسپین ها دارای رفتار بحرانی است و در دمای خاص، گذار فاز نشان می دهد. هدف ما بررسی اثرات بی نظمی های مختلف در رفتار سیستم است، که این تاثیر را می توان در مغناطش (که پارامتر نظم سیستم است) و پذیرفتاری مشاهده کرد. در این مسیر به عنوان بی نظمی در شبکه شیشه اسپینی از سری (fgn) ، نوفه گوسی کسری استفاده کردیم. سپس با استفاده از تئوری ماتریس های تصادفی (rmt) ، سعی در شناخت الگوی بی نظمی این سیستم و دسته بندی اطلاعات آن می کنیم. همچنین با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو، رفتار دینامیک این بی نظمی های گوناگون را در سیستم اسپینی خود مورد مطالعه قرار دادیم. نتایج نشان دهنده این است که با متوسط گیری بر روی پیکربندیها، نقطه گذار فاز به نمای هارتس(که نشان دهنده ی بی نظمی های مختلف است) بستگی پیدا می کند، به طوری که در نماهای کوچکتر فضای فرو مغناطیس بیشتر می شود و همچنین با اعمال بی نظمی، پذیرفتاری بیشتر می شود .

نانوذرات دی اکسید تیتانیم با استفاده از لیزر (?=1064nm) nd:yag پالسی نانوثانیه به روش کندوسوز لیزری در محیط آب مقطر تهیه شدند. با استفاده از تصاویر tem و طیف سنجی جذبی uv-vis، مشخصه یابی آن ها صورت گرفت. با کمک طیف جذبی نانوذرات که محدوده طول موجی 328 تا 364 نانومتر نشان می داد، گاف انرژی آن ها 3.55 ، 3.4 و 3.3 الکترون ولت محاسبه شد. بر اساس نتایج اندازه گیری tem ، شکل، متوسط سایز آن ها 14نانومتر و بلوری بودنِ نانوذرات مشخص شد. در پایان، با کمک تکنیک روبش z تک پرتوی با روزنه بسته و باز، ضریب شکست و جذب غیرخطی آن ها تحت تابش لیزر موج-پیوسته هلیوم_ نئون (?=632.8nm)، محاسبه شد.

در این پایان نامه روشی نوین برای مرتب سازی توابع عملگری ارائه شده است. این روش قضیه ی مرتب سلزی عمومی نامیده می شود. به عنوان کاربردها در کوانتوم اپتیک، مسائلی از مرتب سازی تصویرگرهای فوک تا حل معادله برهم کنشی اصلی در نمایش توابع شبه احتمال مورد بررسی قرار گرفته اند.

پایه حالت های در هم تنیده دو مدی نمایشی طبیعی برای سیستم های دو مدی است. به دلیل اینکه در هم تنیدگی کوانتمی در شاخه های مختلف فیزیک کاربرد پیدا کرده است بیان حالت ها بر این پایه نه تنها باعث سهولت ریاضی در محاسبات می شود بلکه ویژگی های اصلی حالت های کوانتمی را نیز آشکار می کند. تابع ویگنر در نمایش حالت های در هم تنیده، تعمیم تابع ویگنر متعارف به سیستم های دو بعدی در هم تنیده است. اگر چه از نمایش حالت های درهم تنیده برای حل معادلات تحول زمانی سیستم های کوانتمی ( مانند معادله مستر ) استفاده شده است ولی علیرغم وجود چند مقاله از این نوع تابع ویگنر، بخاطر تازگی موضوع ، کمتر برای حل مسائل استفاده شده است. ما در این کار برای حالت های کوانتومی درهم تنیده تئوری تابع ویگنر در هم تنیده را معرفی کردیم. ابتدا فرم اپراتور ویگنر در هم تنیده را از روی اپراتور ویگنر دو مدی به دست آوردیم و فرم نرمال اپراتور ویگنر درهم تنیده را نیز محاسبه کردیم. خواص ریاضی این اپراتور از جمله رابطه ی بستاری و تعامد را بررسی کردیم و همچنین اندازه ی تابع ویگنر در هم تنیده را به دست آوردیم. از روی اپراتور ویگنر در هم تنیده معادله تحول زمانی را برای سیستم هایی که دو ذره ای هستند و پتانسیل آن ها تابعی از فاصله ی نسبی بین دو ذره است مطالعه کردیم. همچنین به کمک این ویگنر جدید اپراتور را در ترتیب وایل بررسی کردیم و نشان دادیم فرم ضرب دو اپراتور در ترتیب وایل چگونه خواهد بود.این کار زیبایی حالت های درهم تنیده را بیشتر نشان می دهد.

در این پایان نامه مفاهیم نمایشهای فضای فازی عملگرها و ارتباط آن با مرتب سازی فراموشکار عملگرهای پایه ( نظیر مکان و تکانه یا خلق ونابودی) مطالعه شده است. ضمن مرور مفاهیم و مثالهای روش انتگرالگیری درون نماد ترتیب، برای آن روش مجموعه سیستماتیکی از تعاریف، قضایا و رهیافت ها معرفی شده که امکان کاربرد سیستماتیک آنرا فراهم می کند. هم چنین از مفهوم ترتیب عملگری آنچنان که در مقالات مرتبط با این روش بکار رفته رمز گشایی شده تا از خطاهای مرتبط با آن جلوگیری شود. ضمنا یکی از اهداف پایان نامه نمایش یکسان بودن این روش ( ضمن کوتاهی و فشرده بودن آن ) با روش محاسبات از طریق نمایش های فضای فازی عملگرها است. در پایان، این روش را در بعضی از مسائل مکانیک کوانتمی و اپتیک کوانتمی بکار برده ایم.

باریکه شکاف ها بطور متداول برای ایجاد درهم تنیدگی بین حالت های کوانتمی باریکه های نور در اپتیک کوانتمی مورد استفاده قرار می گیرند. چنین رفتاری مثلا می تواند در مخابرات کوانتمی مورد بهره برداری قرار گیرد. حالت کوانتمی باریکه های ورودی عموما با یک عملگر چگالی معین می شود. عملگر تحول نظیر باریکه شکاف ها بر روی پایه تعداد فوتون یا حالت های همدوس بطور گسترده ای مورد بحث قرار گرفته است. در پایان نامه در کنار مرور سیستماتیک رهیافت های پایه تعداد فوتون، و نمایش حالت با تابع گلاوبر- سودارشان قاعده تبدیل حالت برای عملگر ویگنر دومدی متعارف و فرم درهم تنیده آن از روش انتگرالگیری درون نماد ترتیب متقارن بدست آورده ایم. چنین قاعده ای برای مسئله هایی که در آنها چند باریکه شکاف به منظور ایجاد درهمتنیدگی بین حالت ها بکار می روند مفید است.

نوع جدیدی از توموگرام، توموگرام های چلانده، حالت های کوانتومی نور، می باشد. که براساس تابع توزیع تعداد فوتون ها بعد از عمل یک عملگر چلاندن بر ماتریس چگالی حالت تعداد فوتونی به دست می آید. توموگرام معرفی شده ی تابع احتمال شمارگان فوتون وا بسته به دو پارامتر حقیقی می باشد که برای آن یک ضریب مقیاس و یک زاویه چرخش تعریف می شود. زاویه چرخش و ضریب مقیاس، چهارچوب مرجع را در فضای فاز کوادراچرهای میدان نشان می دهند که در آن تابع توزیع فوتون اندازه گیری می شود. عبارت های توموگرام چلانده برحسب تابع ویگنر و ماتریس چگالی در نمایش کوادراچررا نیز بدست می آوریم. مثال های حالت های چلانده، حالت های همدوس زوج و فرد و حالت های حرارتی به طور مفصل بررسی شده اند. در مورد تعمیم چند مدی هم بحث شده است.

سنجه خالصی حالت به عنوان تریس مربع عملگر چگالی تعریف می شود. برای حالت های خالص که با یک بردار حالت یا تابع موج قابل نمایش هستند این سنجه برابر واحد است. اگر عملگر چگالی یا هر یک از نمایش های شبه احتمالی آن بر فضای فاز در دست باشد سنجه خالصی بسادگی محاسبه می شود. ولی در فرایندهای تولید و اندازه گیری حالت آنچه بدست می آید نمایش توموگرافیک حالت است که در واقع کلاسی از توابع توزیع احتمال واقعی برای برخی مشاهده پذیرهای سیستم می باشد که در تناظر یک به یک با حالات کوانتمی قرار دارند. در این پایان نامه ارتباط بین سنجه خالصی و ویژگی های آماری توموگرام حالت های کوانتمی بررسی می شود در این پایان نامه علی رغم اینکه روابط عدم قطعیت معرفی شده در فصل پنج را صرفا برای حالت های خالص یا حالت هایی که بسیار نزدیک به حالت های کلاسیکی می باشد، مورد بررسی قرار دادیم، این روابط حتی برای زمانی که با حالت های غیرکلاسیکی سر و کار داشته باشیم هم مفید است؛ که موضوع این پایان نامه نبود و می تواند به صورت تحقیقی مجزا و مفصل مورد بررسی و کنکاش قرار گیرد.

فرایندهای بازگشت ناپذیر کوانتمی مثل واپاشی هسته ای، گذار های غیر تابشی در ملکول های چند اتمی، و فرایندهای مرتبط با اتم های سرد شده در تله های مغناطیسی و اپتیکی مثالهایی از کاربرد قاعده طلایی فرمی در فیزیک و شیمی کوانتمی هستند. حتی اگر شرایط فیزیکی برای بکار بردن قاعده طلایی فرمی فراهم باشد چون اولا پید اکردن فرم بهنجار حالت های نهایی کاری پیچیده است و ثانیا این حالت های نهایی احتمالا مربوط به هامیلتونی های متفاوت هستند که کانال های متفاوت انجام فرایند را معیین می کنند، استفاده از این قاعده سخت می شود. نمایش حالت های کوانتمی با توابع شبه احتمال و فرمالیزم ضرب ستاره ای برای مکانیک کوانتمی راهی برای دوری جستن از پیچیدگی های کاربرد قاعده طلایی فرمی است. در این روش جدید کلاف حالت های اولیه و نهایی هر یک با تابع ویگنر مناسبی مرتبط می شود و از طریق محاسبه انتگرال همپوشانی این توابع ویگنر امکان بکار گیری و تعمیم قاعده طلایی فرمی فراهم می شود. نکته کلیدی مهم آن است که در نمایش جدید، بدون داشتن توابع موج حالت های نهایی، امکان معرفی تقریب های کلاسیکی که گام به گام قابل اصلاح هستند وجود دارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.