برای بررسی معادله فوکر-بلانک لازم است که معادلات دیفرانسیل حاکم بر متغیر های سیستم را حل کنیم. روش های معمول برای بدست آوردن معادلات دیفرانسیل مربوط به معادلات فوکر-بلانک با دو جمله است. بررسی معادله فوکر-بلانک تعمیم یافته با جملات از مرتبه بالاتر توسط بلیماک و همکارانش انجام شده است. در این بایان نامه ما ضمن بررسی این روش آن را برای حل هامیلتونی بوز هابارد دو ترازه که برای اولین بار معرفی کرده ایم به کار می بریم.

در این رساله با استفاده از یک روش موثر، توان تفکیک ccd را افزایش می دهیم. این روش مبتنی بر جابجایی نسبی سلول های ccd نسبت به تصویر می باشد؛ در این روش در هر گام تصویر جداگانهای ثبت شده و از آنها در الگوریتم ارائه شده استفاده میگردد. با کمک این الگوریتم مشتق تصاویر بدست آمده و با کمک آن تصویر باز سازی میشود. ابتدا با استفاده از شبیه سازی رایانه ای، توانایی این روش برای جابجایی سلول ها در یک و دو بعد و سپس روش آزمایشگاهی برای جابجایی سلول ها در یک بعد، در عمل نشان داده می شود. نتایج بدست آمده نشان می دهند که روش ارائه شده، توانایی افزایش توان تفکیک ccd را به طور موثری داراست.

لیزرهای الکترون آزاد از باریکه ی الکترونی استفاده کرده الکترونها را در حین عبور از میان یک نوسان ساز یا یک ویگلر وادار به نوسان می کنند. از آنجا که باریکه ی الکترونی خصیصه هایی از پلاسماهای غیر خنثی را از خود به نمایش می گذارند مطالبی راجع به پلاسما مطرح کرده ایم. انتشار امواج در پلاسماها، نوسانات لانگمویر، امواج بار – فضا و امواج الکترومغناطیس بحث شده اند. همچنین معادلات اساسی بر هم کنش لیزر و پلاسما بدست آمده اند. جزء اصلی هر لیزر الکترون آزاد، نوسان ساز و یا ویگلر است. انواع مختلف نوسان ساز و ویگلر و تابش آنها مورد بحث قرار گرفته اند. پارامتر قدرت ویگلر معرفی شده است که بسته به اندازه ی آن می توانیم بین نوسان ساز و ویگلر تفاوت قائل شویم. نوسان ساز تخت، میدان مغناطیسی آن و حرکت باریکه ی الکترونی در آن مورد مطالعه قرار گرفته است. نوسان ساز مهم دیگر، نوسان ساز پیچشی است که مسیر باریکه ی الکترونی در آن مورد بحث قرار می گیرد. قطعات الحاقی ( نوسان ساز و ویگلر ) با آهنرباهای دائمی خالص و با آهنرباهای دو ترکیبی معرفی شده اند. شرایط تشدید لیزر الکترون آزاد با ویگلر پیچشی مغناطوستاتیک مورد بررسی قرار گرفته و در تقریب خطی، امواج الکترومغناطیس پیشرو و پسرو بدست آمده اند. پیش دسته بندی باریکه در لیزر الکترون آزاد هنگامی که الکترون ها در منطقه ی تأخیر قرار دارند افزایش قابل ملاحظه ای را در نرخ رشد، کارآیی و بهره باعث می شود و باریکه ی الکترونی که شدیداً مدوله شده است سرعت نوسانی بزرگتری وابسته به ویگلر خواهد داشت. نرخ رشد، کارآیی و بهره ی ناپایداری لیزر الکترون آزاد با ضریب مدولاسیون افزایش می یابد و اندازه ی آنها در صورتی بیشترین مقدار خود را خواهد داشت که ضریب مدولاسیون به واحد نزدیک شده همچنین بسامد و عدد موج باریکه ی پیش دسته بندی شده با بسامد و عدد موج مربوط به موج تابشی قابل مقایسه باشند. ما در این جا شرط افزایش نرخ رشد را به طور تحلیلی با حل معادله ی پاشندگی برای لیزر الکترون آزاد با باریکه ی الکترونی پیش دسته بندی شده بررسی می کنیم.

هدف‎ این پایان نامه بررسی برخی ازخواص ترمودینامیکی چگاله ی بوز-اینشتین در یک چاه پتانسیل دوگانه است. با درنظر گرفتن مدل اتمی بوز-هابارد که توصیف کننده ی رفتار اتم ها ی فوق سرد با بر همکنش کوتاه برد در یک شبکه است و استفاده از هامیلتونین بوز-هابارد در شرایط خاص‎‎‎‎ در آنسامبل کانونی بزرگ کمیت های ترمودینامیکی مانند تابع پارش، میانگین ذرات، افت و خیز ذرات در هر چاه پتانسیل، انرژی‎،‎ تراکم پذیری و آنتروپی را به روش تحلیلی ‎‎و عددی محاسبه می کنیم. ‎ بخش اول محاسبات خود را با صرف نظر کردن از نیروی برهمکنشی بین ذرات انجام می دهیم، در این حالت با کاهش دما و پتانسیل شیمیایی‎،‎ میانگین تعداد ذرات در هر سایت، افت و خیز ذرات، انرژی و آنتروپی کاهش می یابند در حالی که میانگین تراکم پذیری با کاهش دما افزایش می یابد و این همان ویژگی آشنای ابر شارگی است. سپس محاسبات خود را با فرض این که ذرات در چاه پتانسیل قادر به تونل زنی به چاه مجاور نیستند، انجام می دهیم. در این حالت‎‎‎،‎ در دماهای پایین‎،‎ تغییرات میانگین تعداد ذرات و انرژی نسبت به پتانسیل شیمیایی به صورت پله ای می باشد. همچنین افت و خیز ذرات، آنتروپی و تراکم پذیری با کاهش دما در پتانسیل های شیمیایی مختلف رفتارهای خاصی از خود نشان می دهند که گویای ویژگی های حالت نارسانای مات می باشد.

در این پایان نامه سه چینش آزمایشی با کاواک کوانتومی پیشنهاد شده است. در اولین آزمایش با استفاده از تداخل سنج ماخ ـ زندر و دو کاواک کوانتومی که قبلاً درهم تنیده شده اند، آزمایشی طراحی می شود. هرکدام از این کاواک ها در یکی از مسیرهای تداخل سنج قرار می گیرند. در هر بار انجام آزمایش یک اتم دو ترازی وارد تداخل سنج ماخ ـ زندر می شود و در ورودی، باریکه شکن اول موجب می گردد که اتم یکی از مسیرهای ‎1 یا 2 را انتخاب کند. اتم پس از برهمکنش با کاواک ها با میدان کوانتیده کاواک درهم تنیده می شود. این آزمایش با اتم های متعدد تکرار شده و احتمال آشکار سازی اتم در هر یک از تراز ها به دست می آید. سپس ضرایب درهم تنیدگی و اختلاف فاز بین دو مسیر با استفاده از احتمال آشکارسازی اتم ها در هر تراز، اندازه گیری می گردد. همچنین مقدار درهم تنیدگی با روش درهم تنیدگی تشکیل به صورت غیرمستقیم با استفاده از این احتمال ها اندازه گیری می شود . ‎‎ اغلب اندازه گیری تعداد فوتون ها در یک کاواک کوانتومی بسیار مشکل است و هر اندازه گیری به نوبه خود موجب تغییر در تعداد فوتون ها می شود. در سال های اخیر پژوهشگران تلاش کرده اند تا از روش های غیر مخرب برای این اندازه گیری استفاده کنند و موفق شده اند تا وجود یا عدم وجود تنها یک فوتون را در یک کاواک کوانتومی (با یک روش غیر مخرب) اندازه گیری کنند. در این پایان نامه چینش آزمایشی برای اندازه گیری غیر مخرب تعداد بیشتری از فوتون های درون یک کاواک کوانتومی با استفاده از تابع ویگنر جابجا شده ارائه شده است. نشان داده می شود که این روش برای اندازه گیری صفر تا سه فوتون بخوبی کار می کند و تعمیم آن به بیش از این تعداد نیز به سادگی امکان پذیر است‎.‎ در آزمایش سوم روشی برای ایجاد یک حالت درهم تنیده بیشینه از نوع گرین برگر-هورن-زیلینگر برای اتم در یک کاواک کوانتومی پیشنهاد می گردد. نشان داده می شود که، برخلاف روش های قبلی که محققین ارائه نموده اند، این روش هیچ محدودیتی برای تعداد اتم های درهم تنیده ندارد‎.

در سال های اخیر تحقیقات گسترده ای برای تشخیص حالت های کوانتومی از حالت های کلاسیکی و همچنین اندازه گیری میزان کوانتومی بودن این حالت ها صورت گرفته است. یکی از این روش ها بر اساس میزان منفی بودن تابع توزیع ویگنر حالت های مختلف بنا نهاده شد. تابع توزیع ویگنر یک حالت کلاسیکی در تمام نقاط فضای فاز مقدار مثبت دارد بنابراین منفی بودن تابع توزیع ویگنر یک حالت نشان دهنده میزان کوانتومی بودن آن است. اما حالت های کوانتومی نیز وجود دارند که توزیع ویگنر آن ها مقدار منفی ندارد. به تازگی روش دیگری نیز بر اساس پدیده تداخل ارایه شده است که برای تمام توابع توزیع حقیقی فضای فاز کوانتومی کاربرد دارد و میزان کوانتومی بودن حالت های مختلف را به خوبی اندازه گیری می کند و مزیت های زیادی نسبت به شاخص اول دارد. میزان کوانتومی بودن یک حالت دلخواه در اپتیک کوانتومی از اهمیت بسزایی برخوردار است بنابراین شاخص های غیر کلاسیکی به ابزارهای مفید و پرکاربردی در این زمینه تبدیل شده اند. در این پایان نامه ابتدا توابع توزیع فضای فاز کوانتومی ویگنر، هوسیمی و ریویر را برای دو دسته از حالت های کوانتومی که دسته اول شامل ترکیب ترازهای پایه و اولین تراز تحریکی و ترکیب ترازهای اول و دوم تحریکی نوسانگر هماهنگ و دسته دوم ترکیب درهم تنیده این حالت ها است محاسبه می کنیم. سپس با اثر دادن عملگر فشردگی ترکیب ترازهای پایه و اولین تراز تحریکی را فشرده می کنیم. و در نهایت دو شاخص فوق را برای حالت های دسته اول و دوم و همچنین شکل فشرده برهم نهی ترازهای پایه و اولین تراز تحریکی نوسانگر هماهنگ محاسبه می کنیم.

بندیک و همکارش همچنین کنفک و همکارش شاخص های غیرکلاسیکی بر اساس قسمت منفی تابع توزیع ویگنر در فضای فاز کوآنتومی تعریف نموده اند. این شاخص ها برای بعضی از حالت ها در مکانیک کوانتومی و اپتیک کوانتومی کاربرد دارند. در این رساله شاخص جدیدی بر اساس تداخل در فضای فاز برای برخی از توابع توزیع حقیقی مانند ویگنر، هوسیمی و ریویر تعریف شده است. در حالت حدی نتایج به دست آمده برای شاخص جدید در نمایش ویگنر با شاخص های بندیک و کنفک معادل است. این شاخص برای مثال های گربه ی شرودینگر، حالت حرارتی، حالت برهم نهی ترازهای نوسانگر هماهنگ و حالت های درهم تنیده بررسی شده و با شاخص های قبلی مقایسه شده است. رفتار شاخص جدید در نمایش های ویگنر، هوسیمی و ریویر مشابه می باشد. همچنین برای حالت های برهم نهی شده و درهم تنیده به ترتیب اثر کوانتومی برهم نهی و درهم تنیدگی مشاهده می شود. به نظر می رسد رفتار فیزیکی شاخص غیرکلاسیکی ناشی از اصل عدم قطعیت است که این ارتباط بررسی شده است. مکانیک آماری نافزونور روش قدرتمندی برای توصیف سیستم های پیچیده است. آنتروپی تسالیس به عنوان عنصر اصلی این نظریه بدون اثبات می باشد. بسیاری از افراد سعی در استخراج آنتروپی تسالیس با اصول موضوعه دارند. در این جا ما نیز با ادامه روش ونگ ‎و با استفاده از نظریه ی اطلاعات ناکامل، آنتروپی تسالیس را دوباره به دست آورده ایم. برای رسیدن به شکل رایج آنتروپی تسالیس اصول موضوعه ی اطلاعات ناکامل در مقایسه با نتیجه ونگ تغیر یافته و احتمال همراه جدیدی تعریف شده است. علاوه بر این، در این رساله، آنتروپی کوانتومی تسالیس در فضای فاز کوانتومی با استفاده از توابع توزیع ویگنر و هوسیمی معرفی شده است. آنتروپی کوانتومی تسالیس با شاخص غیرکلاسیکی کنفک برای چند مثال مختلف، حالت گربه ی شرودینگر، حالت حرارتی، برهم نهی ترازهای پایه و اول حالت عددی و ویژه حالت های نوسانگر هماهنگ مقایسه شده است. با مقایسه مشخص می شود که در نمایش ویگنر اطلاعات کاملی برای حالت مورد بررسی در دسترس قرار می گیرد، زیرا شاخص نافزونوری ‎q=1‎ است. اما در نمایش هوسیمی با شاخص نافزونوری ‎q>1 ‎ به برخی از اطلاعات دسترسی داریم.

هدف این پایان نامه بررسی پدیده شفافیت القایی الکترومغناطیسی در برهم کنش سیستم سه ترازه v و ? با دو میدان الکترومغناطیسی و هم چنین یافتن معنا و مفهومی خاص برای شاخص دلتای کنفک است. این برهم کنش از هر دو دیدگاه نیمه کلاسیک و تمام کوانتومی بررسی میشود. برای بررسی پدیده فوق-الذکر، با استفاده از مدلهای رابی و جینز کامینگ، عناصر ماتریس چگالی برای این سیستم برای اختلال مرتبه اول به دست میآیند. عناصر غیر قطری ماتریس چگالی بطور مستقیم به خصوصیات اپتیکی سیستم از قبیل جذب، پاشندگی و ضریب شکست مربوط میشوند. نتیجه این بررسی در هر دو دیدگاه این است که شفافیت القایی الکترومغناطیسی در سیستم در هر دو دیدگاه برای میدان کاوشی، رخ میدهد. تفاوتی که در نتایج این دو دیدگاه وجود دارد این است که در دیدگاه نیمه کلاسیک برای سیستم ? این شفافیت، وابستگی شدیدی به شدت میدان دوم یا جفت کننده دارد، و با کاهش شدت میدان جفت کننده، شفافیت از بین میرود، اما در دیدگاه تمام کوانتومی شفافیت الکترومغناطیسی حتی در حالت خلأ کوانتومی یعنی حالتی که شدت میدان جفت کننده صفر است رخ میدهد. اما برای سیستم v در هر دو دیدگاه، شفاف شدن سیستم به شدت و تعداد فوتونهای میدان جفت کننده بستگی دارد. یکی از مزیتهای استفاده از دیدگاه تمام کوانتومی، توانایی شمارش فوتونهای میدان جفت کننده است، بدین صورت که با بررسی نمودارهای مربوط به پذیرفتاری سیستم درمی یابیم که بیشینه های جذب میدان کاوشگر رابطه مستقیمی با تعداد فوتونهای میدان جفت کننده دارد. از اینرو می توان با اندازه گیری فرکانس این بیشینه ها تعداد فوتونهای میدان جفت کننده را شمرد. پس از بررسی شاخص کنفک هم به این نتیجه می رسیم که این شاخص رابطه ی مستقیمی با میزان جذب توسط سیستم دارد و در واقع نشان دهنده میزان جذب میدان توسط اتم در فرکانسهای مختلف است. همچنین تعداد فوتون را هم می توان از این شاخص بدست آورد.

در این پایان نامه روشی جدید برای تعیین کدورت جوی با استفاده از تصویربرداری از میان جو از یک توری رانکی با گام متغیر ارائه می شود. برای انجام آزمایش یک توری رانکی با گام متغیر در ابعاد 3×1 متر مربع طراحی و چاپ شد و در فضای آزاد روی نگهدارنده مناسبی نصب شد. تصویر این توری از فاصله 475 متری توسط یک تلسکوپ گرفته می شود. در حوالی کانون تلسکوپ یک عدد دوربین ccd قرار می گیرد. در روزهای غبارآلود از این توری عکسبرداری می شود. غبار موجود در جو مانع دیده شدن گام های کوچکتر می شود. با توجه به کوچکترین گام قابل مشاهده می توان کوچکترین زاویه دید در فاصله 475 متری را محاسبه کرد. با مقایسه این زاویه با کوچکترین زاویه دید تعریف شده برای اندازه گیری عمق دید و فرض خطی بودن حجم آلاینده ها با طول مسیر می توان عمق دید را برای زمان آزمایش تعیین کرد.

این پایان نامه درپی آن است که کج فهمی های دانشجویان فیزیک را در مباحث برهم نهی و اندازه گیری در مکانیک کوانتومی، مشخص کند. بدین منظور از ابزار آزمون های سه گانه و دو گانه که مطمئن ترین راه سنجش کج فهمی ها می باشد، استفاده شده است. سوالات آزمون با استفاده از منابع مشابه به صورت محقق ساخته به آزمون های سه گانه و دو گانه تبدیل گردیده است. روش تحقیق مورد استفاده، روش آمیخته (کمّی + کیفی) است. سوالات آزمون کیفی، از بین سوالات آزمون کمّی پژوهش، انتخاب شده است. نتایج پژوهش ، برخی از کج فهمی های دانشجویان را در مورد درک برهمنهی کوانتومی، اصل عدم قطعیت، تفاوت بین مقدار چشمداشتی و ویژه مقدار یک کمیت فیزیکی و ... را آشکار نمود، که در پایان نامه به تفصیل به آن ها پرداخته شده است.

چکیده در پایان نامه حاضربرای نشان دادن حجم قسمت های منفی تابع ویگنر برای برخورد موج گوسی با موانع پتانسیلی مختلف از شاخص ? که به عنوان مشخصه غیرکلاسیکی دو برابر حجم قسمت های منفی تابع ویگنر می باشد استفاده شده است و این شاخص با توجه به اندازه انرژی موج فرودی بر موانع پتانسیلی از خود رفتار متفاوتی نشان داد و این رفتار ناشی از مقادیر موج های عبوری و بازتابی از موانع پتانسیلی و هم چنین نوع تداخل که ویرانگر یا سازنده باشد اتفاق افتاده است.

بررسی منفی های تابع توزیع ویگنر گسسته بسیار مورد توجه محققین بوده است. در این مقاله منفی های تابع توزیع ویگنرگسسته برای حالت کوانتومی عام یک سامانه تک کیوبیتی (یک سامانه دو ترازه) و دوکیوبیتی درهم تنیده و جدایی پذیر مورد بررسی قرار گرفته است. شاخص کوانتومی کنفک‎‎ دلتا و‎‎ شاخص کوانتومی اتا‎ و همچنین آنتروپی های منفردی و وهرل به فضای فاز گسسته برای سامانه های فوق ارتقا داده شدند. نشان داده می شود که شاخص منفی های کنفک در فضای فاز گسسته نیز به کمیات فیزیکی مانند آنتروپی کوانتمی وهرل ارتباط دارد. مطابقت رفتار آنتروپی کوانتومی وهرل با شاخص منفی های کنفک نشان داده می شود. همچنین دیده می شود که آنتروپی منفردی در فضای فاز کوانتومی گسسته حداقل برای تحلیل سامانه مورد بررسی، آنتروپی مناسبی نیست.

علیرغم تنوع و پیشرفت روز افزون سیستم های لیزر حالت جامد، هنوز هم شبیه سازی کل مجموعه و بکارگیری این اطلاعات نظری در کاربردهای عملی و نیز ایجاد ارتباط منطقی بین کل اجزای سیستم از جمله بخش های الکترونیکی و اپتیکی یکی از موضوعات مهم کاری می باشد. هدف اصلی در این پایان نامه، طراحی و ساخت کل اجزای یک لیزر nd:yag پالسی با دمش لامپی با آخرین متدهای طراحی و شبیه سازی سیستم های اپتیکی و الکترونیکی و در نظر گرفتن ملاحظاتی از جمله بازدهی بالاتر، نویز و جیتر می باشد. برای این منظور از نرم افزار زیمکس جهت طراحی کاواک و بررسی توزیع دمش در سطح مقطع میله لیزر و نیز از آخرین متدهای طراحی مدارات میکروالکترونیک از جمله یک سیستم عامل مینیمم جدید بمنظور ساخت بخش های الکترونیک، مانیتورینگ و تغذیه استفاده گردیده است.

همدوسی اتمی و تداخل کوانتومی نقش اساسی در تغییر و کنترل خواص اپتیکی سیستم های کوانتومی دارند که به روش های مختلفی از جمله اعمال میدان های لیزری‏، تداخل ناشی از گسیل خودبخودی و تونل زنی تولید می شوند. از کاربردهای جالب همدوسی اتمی می توان به کنترل انتشار پالس نوری‏، دوپایایی نوری و لیزرهای بدون وارونی جمعیت اشاره کرد. در این رساله این سه کاربرد مهم همدوسی اتمی در سیستم های مختلف کوانتومی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. اثر دما و پهن شدگی دوپلری در انتشار پالس نوری نیز در سیستم کوانتومی چهار ترازی مدل ‎n ‎‎‎مورد توجه قرار گرفته و نشان داده شده است که می توان با تغییر دما سرعت انتشار پالس نوری را از فرو سرعت به فرا سرعت تغییر داد. همچنین نشان داده شده است که می توان خواص اپتیکی آن را به وسیله ی اختلاف فاز میدان های اعمالی کنترل کرده و انتشار فرا سرعت بدون هر گونه جذب و یا بهره را تولید کرد. محاسبات به سه طریق تحلیلی‏، عددی و شبیه سازی انجام شده است. همچنین خواص اپتیکی سیستم دوترازی دوگانه نیز در ‎‎حالت تشدید چند فوتونی و فراتر از آن بررسی شده و نشان داده شده است که با تغییر اختلاف فاز میدان های اعمالی می توان جذب را به تقویت بدون وارونی جمعیت تبدیل کرد. در این سیستم نیز انتشار فرا سرعت نور بدون هر گونه جذب و یا بهره ای تولید شده است. در ادامه خواص دوپایایی نوری آن نیز در حالت فراتر از تشدید چند فوتونی بررسی شده و نشان داده شده است که با دمش ناهمدوس‏، خواص دوپایایی سیستم را می توان کنترل کرد. اثر دمش ناهمدوس بر رفتار دوپایایی در سیستم کوانتومی کوبراک-رایس مورد مطاله قرار گرفته است. نتیجه ی جالب این کار‏، تولید شدت خروجی غیر صفر به ازای شدت ورودی صفر بوده است .در انتهای پایان نامه به اثر آلایش سیستم های کوانتومی در تیغه های نازک پرداخته شده و خواص اپتیکی میدان تابشی از جمله انعکاسی و عبور مورد مطاله قرار گرفته است. در داخل تیغه ی آلاییده با مولکول های نقاط کوانتومی می توان ضریب انعکاسی و عبور را با اعمال ولتاژ خارجی کنترل کرد که می تواند کاربردهای فراوانی در صنعت اپتیک و حتی زندگی روزمره داشته باشد.

در این پایان نامه چهار چینش آزمایشی با استفاده از کاواک های کوانتومی پیشنهاد شده است. در اولین آزمایش از یک تداخل سنج ماخ ـ زندر اتمی و دو کاواک کوانتومی که قبلاً درهم تنیده شده اند، استفاده می شود. هرکدام از کاواک ها در یکی از مسیرهای تداخل سنج قرار می گیرند. در هر بار اجرای آزمایش، یک اتم دو ترازی وارد تداخل سنج ماخ ـ زندر می شود و در ورودی، باریکه شکن اول موجب می گردد که تابع موج اتم در مسیرهای 1 و 2 به دو قسمت تقسیم شود. حالت اتم پس از برهمکنش با کاواک ها با میدان کوانتیده کاواک ها نیز درهم تنیده می شود. این آزمایش به دفعات زیاد با اتم های متعدد تکرار شده و احتمال آشکار سازی اتم در هر یک از تراز ها به دست می آید. مشاهده می شود که احتمال آشکارسازی اتم ها از خروجی های ماخ زندر با اختلاف فاز دو مسیر و میزان درهمتنیدگی رابطه دارد. سپس ضرایب درهم تنیدگی و اختلاف فاز بین دو مسیر با استفاده از احتمال آشکارسازی اتم ها در هر تراز، اندازه گیری می گردد. همچنین مقدار درهم تنیدگی تشکیل با استفاده از این احتمال ها اندازه گیری می شود . در چیدمان دوم با استفاده از تداخل سنج ماخ زندر و دو کاواک کوانتومی درهم تنیده آزمایشی طراحی می شود. میدان یکی از کاواک‎ها بعد از درهم‎تنیدگی فشرده شده و مقدار پارامتر فشردگی نامشخص است. هرکدام از این کاواک ها در یکی از مسیرهای تداخل سنج قرار می گیرند. سپس مانند چیدمان اول آزمایش را چند بار تکرار می کنیم و در خروجی تداخل سنج، آشکار ساز های یونیزه کننده میدان، حالت نهایی اتم را آشکارسازی می کنند. مشاهده می شود که احتمال آشکارسازی اتم ها با میزان درهمتنیدگی و میزان فشردگی میدان رابطه دارد، سپس با استفاده از این احتمال‎ها پارامتر فشردگی و ضرایب درهم تنیدگی محاسبه می گردد. در چیدمان سوم تعداد فوتونهای موجود در کاواک کوانتومی را اندازه گیری می کنیم، اغلب اندازه گیری تعداد فوتون ها در یک کاواک کوانتومی بسیار مشکل است و هر اندازه گیری به نوبه خود موجب تغییر در تعداد فوتون ها می شود. در سال های اخیر پژوهشگران تلاش کرده اند تا از روش های غیر مخرب برای این اندازه گیری استفاده کنند و موفق شده اند تا وجود یا عدم وجود تنها یک فوتون را در یک کاواک کوانتومی (با یک روش غیر مخرب) اندازه گیری کنند. در این پایان نامه با استفاده از چیدمان آزمایشی برای اندازه گیری غیر مخرب و پمپاژ یک حالت همدوس در کاواک کوانتومی، نشان داده می شود که تعداد بیشتری از فوتون های درون یک کاواک کوانتومی را با استفاده از تابع ویگنر جابجا شده می توان اندازه گیری کرد. همچنین این روش برای اندازه گیری صفر تا سه فوتون بخوبی کار می کند و تعمیم آن به بیش از این تعداد نیز به سادگی امکان پذیر است. اگر میدان کاواک بجای یک حالت عدی برهم‎نهی از دو حالت عددی باشد نیز با این آزمایش تعداد متوسط فوتون‎های داخل کاواک قابل اندازه‎گیری است. از این آزمایش پیشنهادی برای اندازه گیری پارامتر فشردگی حالت عددی فشرده شده نیز می توان استفاده نمود. در آزمایش چهارم روشی برای ایجاد یک حالت درهم تنیده بیشینه از نوع گرین برگر-هورن-زیلینگر برای اتم در یک کاواک کوانتومی پیشنهاد می شود. نشان داده می شود که، برخلاف روش های قبلی که محققین ارائه نموده اند، این روش هیچ محدودیتی برای تعداد اتم های درهم تنیده ندارد. یکی از موضوعات جالب فیزیک بررسی پدیده¬ی شفافیت القایی الکترومغناطیسی در برهم کنش سیستم سه ترازه با دو میدان الکترومغناطیسی است. در این پایان نامه این برهم کنش از هر دو دیدگاه نیمه کلاسیک و تمام کوانتومی در تقریب میدان ضعیف و روش دقیق بررسی می¬شود. برای بررسی پدیده فوق، با استفاده از مدل¬های رابی و جینز کامینگز، عناصر ماتریس چگالی برای این سیستم به¬دست می¬آیند. عناصر غیر قطری ماتریس چگالی بطور مستقیم به خصوصیات اپتیکی سیستم از قبیل جذب، پاشندگی و ضریب شکست مربوط می¬شوند. نتیجه¬ی این بررسی در هر دو دیدگاه این است که شفافیت القایی الکترومغناطیسی در سیستم در هر دو دیدگاه، در شرایط تشدید برای میدان کاوشی، رخ می¬دهد. تفاوتی که در نتایج این دو دیدگاه وجود دارد این است که در دیدگاه نیمه کلاسیک برای سیستم این شفافیت، وابستگی شدیدی به شدت میدان جفت کننده دارد، و با کاهش شدت میدان جفت کننده، شفافیت از بین می¬رود، اما در روش دقیق دیدگاه تمام کوانتومی شفافیت الکترومغناطیسی حتی در حالت خلأ کوانتومی یعنی حالتی که شدت میدان جفت کننده صفر است رخ می¬دهد. یکی دیگر از مزیت-های استفاده از دیدگاه تمام کوانتومی، توانایی شمارش فوتون¬های میدان جفت کننده است، بدین صورت که با بررسی نمودارهای مربوط به پذیرفتاری سیستم درمی¬یابیم که بیشینه¬های جذب میدان کاوشگر رابطه¬ی مستقیمی با تعداد فوتون¬های میدان جفت کننده دارد. از این¬رو می¬توان با اندازه¬گیری فاصله بین بیشنه های جذب تعداد فوتون¬های میدان جفت کننده را اندازه گیری کرد. یکی دیگر از کاربردهای روش دقیق اندازه گیری فشردگی از فوتونهای جفت کننده است. در این حالت پاشندگی و جذب به پارامتر فشردگی و تعداد فوتونهای میدان جفت کننده وابسته است، با بدست آوردن فاصله بین بیشنه های جذب و بیشنه های پاشندگی بر حسب تعداد فوتونهای میدان جفت کننده پارامتر فشردگی بدست می آید.

شاخص¬های کوانتومی معرفی شده در فضای فاز مانند شاخص کنفک و بندیکت، که میزان منفی¬های تابع توزیع ویگنر را اندازه¬گیری می¬کنند، به شاخص کوانتومی فشردگی حساس نیستند. در این پایان¬نامه، با استفاده از توزیع شعاعی و زاویه¬ای قدرمطلق تابع توزیع ویگنر دو شاخص غیرکلاسیکی شعاعی و زاویه¬ای را معرفی کرده¬ایم که می¬توانند علاوه بر برخی خصوصیات کوانتومی دستگاه، خصوصیات فشردگی، مانند: پارامتر و زاویه فشردگی را نیز به¬دست دهند. از ویژگی¬های دیگر این شاخص¬ها می¬توان به ارتباط آن¬ها با عدم قطعیت در فضای فاز کوانتومی اشاره کرد. هم چنین شاخص شعاعی معرفی شده می¬تواند تداخل موجود در سامانه مورد بررسی را نشان دهد. در بخش دیگری از پایان¬نامه به بررسی عدم قطعیت کوانتومی در فضای فاز پرداخته و نشان داده¬ایم، جمله پادجابجایی در رابطه عدم قطعیت هایزنبرگ که در اغلب کتابها و منابع آموزشی به دلیل قوی¬تر شدن نامساوی کنار گذاشته می¬شود، برای حالت¬های فوتونی فشرده و چند مثال دیگر دارای مقدار است.

در این پایان¬نامه به بررسی تمام کوانتومی یک سیستم چهارترازه پرداخته شده است. در گام نخست با بررسی نیمه کلاسیکی یک سیستم چهار ترازه که یک سیستم دیاموند می باشد، اثراتی مانند شفافیت القایی الکترومغناطیسی که یک اثر کاملا کوانتومی است، مشاهده می شود. سپس همین سیستم را با رهیافت تمام کوانتومی مورد بررسی قرار داده و نتایج حاصله از این رهیافت تفسیر می گردد.

در این پایان نامه استفاده از معادله انتقال شدت و فاز برای تحلیل موج تداخلی به صورت تئوری و تجربی برای اولین بار بررسی شده و روش حل مناسب این معادله انتخاب گردیده و شرایط مرزی مناسب برای حل آن ایجاد شده است. سپس با ترکیب روش تداخل سنجی و حل معادله انتقال شدت و فاز دو روش جدید برای بازسازی هر دو جبهه موج تداخل کننده ارائه شده که صحت آنها با استفاده از شبیه سازی و نتایج تجربی مورد آزمون قرار گرفته است. در این پایان نامه نشان داده شده است که روشهای ارائه شده بر روی داده های تجربی به خوبی عمل نموده و جوابهای با خطای قابل قبول به دست می آید.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در این پایان نامه شاخصی را که برای جدا کردن حالت های کلاسیکی و غیر کلاسیکی معرفی شده و برای حالت گربه ی شرودینگر بررسی گردیده بود، برای حالت حرارتی مورد بررسی قرار گرفت و با شاخص های دیگری که بر مبنای حجم قسمت منفی تابع ویگنر است و مورد استفاده ی زیادی دارد مقایسه گردید. نشان داده شد که نه تنها شاخص جدید توانایی زیر پوشش قرار دادن شاخص قدیم را دارد بلکه در حالت خاصی از حالت حرارتی تنها شاخص جدید قادر به توضیح رفتار غیرکلاسیکی سیستم را دارد و شاخص قدیم نتایج غلطی گزارش می کند.

در این رساله جابجایی لمب را برای گذار ‏‎2s1/2 -> 2p1/2‎‏ اتم هیدروژن در دو پیمانه کوانتمی مختلف، که با یک تبدیل یکانی با یکدیگر ارتباط دارند، با هم مقایسه می کنیم. برای این منظور از پیمانه های مشهور تابش و چند قطبی استفاده کرده محاسبات را به مرتبه های چهار قطبی الکتریکی و دو قطبی مغناطیسی گسترش می دهیم. نشان داده می شود که بر خلاف انتظار، این دو پیمانه در الکترودینامیک تمام کوانتمی برای جابجائی لمب حتی در تقریب دو قطبی الکتریکی پاسخهای یکسانی ندارند. اگر چه میلونی با کم کردن جمله متناسب با ‏‎<a2>‎‏ از جابجائی لمب در پیمانه چند قطبی به همان نتیجه ای که در پیمانه تابش بدست می آید می رسد، اما در تقریب چهار قطبی الکتریکی، این روش کاربرد ندارد. تنها در تقریب دو قطبی مغناطیسی است که جابجائی لمب درهر دو پیمانه یکسان است. اما محاسبات نشان می دهند که برای اتم هیدروژن مقدار این جابجایی صفر است. با استفاده از روش بث جابجائی لمب در تقریب دوقطبی الکتریکی برابر با ‏‎mhz‎‏ 1040 بدست می آید، که با نتایج تجربی گزارش شده، ‏‎‏‎1057 mhz‎‏، تفاوت اندکی دارد. با احتساب تقریب چهار قطبی الکتریکی درصد افزایش دقت در محاسبه جابجائی لمب بر می آییم. در تقریب چهار قطبی الکتریکی نتایج یکسان نیستند و این تفاوت در نتایج از وابستگی جابجائی لمب به پیمانه حکایت می کند. در محاسبه ای مشابه با روشی که بث برای دو قطبی الکتریکی انجام داد، اثر چهار قطبی الکتریکی در پیمانه تابش ‏‎‎‏10-8*1/2 ‏‎mhz‎‏ و در پیمانه چند قطبی ‏‎‏‎16/7 mhz‎‏ بدست می آید. بنابراین محاسبات در پیمانه چند قطبی الکتریکی پیش بینی می کند که جابجائی لمب برابر با ‏‎1056/7 mhz‎‏ باشد که با مقایسه با پیمانه تابش بسیار به مقدار اندازه گیری شده نزدیکتر است. نکته قابل توجه دیگری که در این رساله به آن اشاره خواهد شد این است که به دو روش می توان فرمولبندی الکترودینامیکی برای مجموعه ای شامل ذرات باردار کوانتومی و میدان الکترومغناطیسی کوانتمی ایجاد کرد. در روش اول که آنرا الکترودینامیک کوانتمی می نامیم، از الکترودینامیک نیمه کلاسیک شروع و با تثبیت پیمانه میدانهای الکترومغناطیسی را نیز کوانتیده می کنیم. در روش دوم، الکترودینامیک تمام کوانتم، از الکترودینامیک نیمه کلاسیک شروع و با تعریف تبدیلات پیمانه ای عملگری بدون تثبیت پیمانه میدانهای الکترومغناطیسی را کوانتمی می کنیم. وابستگی یا عدم وابستگی به پیمانه هر دو روش را برای حل مسائل مختلف باید مورد توجه قرار داد. در هر صورت همیشه پاسخی مورد قبول است که با تجربه توافق بیشتری داشته باشد. نشان داده می شود که برای محاسبه جابجایی لمب. روشی که در آن از پیمانه چند قطبی استفاده می شود روشی است که با تجربه سازگار بوده و در مقایسه با روشی که از پیمانه تابش استفاده می شود، مناسب تر است.