مشاوره رایگان تحصیلی
منو

میدان‌های مغناطیسی موهومی در دنیای حقیقی

+ 53
رأی شما
- 38

میدان‌های مغناطیسی موهومی پیش بینی شده با نظریه‌ی بنیادین مربوط به گذارهای فاز را می‌توان بطریق تجربی تحقیق کرد.

مواد فرومغناطیس مانند کبالت و آهن میدان‌های مغناطیسی تولید می‌کنند که اندازه‌ آنها به کمک اعداد حقیقی اندازه‌گیری می‌شود. میدان‌های موهومی یا مختلط اگرچه در نظریه بنیادین فیزیک آماری مربوط به گذارهای فاز، مانند آنچه که مربوط به مغناطش است لازم می‌شود. از این میدان‌ها بمدت طولانی بعنوان ابزار ریاضی استفاده می‌شد، اکنون چنین میدان‌های موهومی در آزمایش مربوط به رزونانس مغناطیسی مربوط به اسپین‌های یک مولکول مشاهده شده است. اخیرا" بدنبال یک پیشنهاد نظری ،  Xinhua Pengاز دانشگاه علم و صنعت چین بهمراه همکارانش نشان داده‌اند که  میدان‌های مغناطیسی موهومی مربوط به یک حمام اسپینی، در این مورد یک مولکول که به یک گذار فاز نزدیک می شود، را می‌توان به همدوسی کوانتومی یک روبنده اسپینی جفت شده با حمام مربوط دانست. اثبات این که چنین ارتباطی در یک سیستم فیزیکی موجود است، در اولین سطح اهمیت قرار دارد، و می‌تواند به روش جدیدی برای مطالعه گذار فازدر مواد پیچیده و بس ذره‌ای منجر گردد. یکی از ساده‌ترین سیستم‌ها برای نمایش یک گذار فاز پیوسته (مرتبه دوم) مدل آیزینگ فرومغناطیس است، که می‌تواند برای توصیف آهنرباها، آلیاژهای دوتایی و شبکه گازی استفاده گردد، اسپین‌های اتمی چیده شده در یک شبکه می‌توانند در هر یک از دو حالت بالا یا پایین باشند. برهم کنش بین اسپین‌های همسایه به هم خط شدگی جمعی آنها در یک حالت مغناطیسی زیر یک دمای بحرانی Tc کمک می کند. بالای این دما اسپین‌ها تمایل به جهت گیری تصادفی دارند و سیستم مغناطش لحظه‌ای‌اش را از دست می‌دهد. پاسخ اسپین‌ها به تغییرات در پارامترهای خارجی، شبیه میدان مغناطیسی یا دما بوسیله‌ی تابعی مانند پذیرفتاری داده می‌شود. در نقطه بحرانی Tc از یک سیستم ایده‌آل با سایز نامحدود (به اصطلاح حد ترمودینامیک)، پذیرفتاری و دیگر توابع پاسخ واگرا می‌شوند. در1952،  C. N Yang و  T.D. lee یک نظریه اساسی که گذار فاز دریک مدل آیزینگ و سیستم‌ های دیگر را به فرم ریاضیاتی توابع پارش آنها مربوط می کند ارایه کردند. این تابع که توزیع انرژیهای گرمایی در طول همه‌ی حالت‌های میکروسکوپی ممکن را در نظر می‌گیرد، می‌توان بعنوان تابع چند جمله‌ای از متغیر   Z=exp(-H/kT)نوشت که H میدان مغناطیسی، T دما و k ثابت بولتزمن است. نظریه اساسی جبر بیان می‌کند که یک چند جمله‌ای درجه n دارای n ریشه است. اگر ضرایب چنین چند جمله‌ای حقیقی و مثبت باشند، ریشه‌هایش مختلط و منفی هستند. برای بسیاری از سیستم‌های مکانیک آماری با سایز محدود، تابع پارش چنین چند جمله‌ای است و دارای ریشه‌‌هایی با مقدار مختلط است

شکل 1. چگونگی گذار فاز توسط صفرهای لی-یانگ. دریک میدان مغناطیسی، نقطه بحرانی Tcتوسط واگرایی در پذیرفتاری مغناطیسی معلوم می‌گردد. بالای دمای بحرانی، صفرهای لی-یانگ، که روی دایره واحد در صفحه مختلط Z=exp (-H/kT)هستند، دور از محور مثبت   Zقرار می‌گیرند. در دمای بحرانی صفرها به محور می‌چسبند.

Lee و Yang نشان دادند که تحت شرایط کاملا" کلی، ریشه‌های تابع پارش برای مدل آیزینگ فرومغناطیس روی یک دایره واحد در صفحه مختلط  z قرار دارند( یا روی محور موهومی صفحه میدان مغناطیسی مختلط). این ریشه‌ها را صفرهای   Yang-Leeمی‌گویند، و در شرایط دماهای بزرگتر از Tc دور از محور مثبت z قرار دارند. همچنان که دما پایین می‌آید، ریشه‌ها به طرف پایین حرکت می‌کنند و شروع به نزدیک شدن به محور حقیقی می‌ کنند که با رفتن به حد ترمودینامیک این نزدیک شدگی کامل می‌گردد. نظریه ی لی-یانگ مفهوم مهمی در فیزیک آماری است، علاوه بر اهمیت پایه‌ای آن، توزیع صفرهای لی-یانگ می‌تواند علامت  آشکاری از گذار فاز و ویژگی‌های آن‌ در شرایطی که تشخیص نشانه‌های متناظر در تابع ترمودینامیکی (مانند پذیرفتاری) سخت است،  باشد. بعنوان مثال، چگالی صفرهای لی-یانگ زمانی که یک مغناطش لحظه‌ای زیر دمای بحرانی وجود داشته باشد مقدار غیر صفری را بخود می‌گیرد. اما تا کنون  تصور می‌شد که این صفرهای تابع پاسخ، که در مقادیر مختلطی از میدان مغناطیسی اتفاق می‌‌افتد، غیر فیزیکی و بدون  هیچ معنای حقیقی در جهان فیزیکی هستند. اگرچه تحقیق پنگ و همکارانش نشان می‌دهد که آنها بطریق تجربی قابل دسترسی هستند.

آزمایش آنها بر مبنای یک فرضیه تئوری از دو نویسنده  Ren-Bao Liu و Bo-Bo Wei بود. آنها یک حمام ازاسپین‌های آیزینگ را در نظر گرفتند و نشان دادند که تابع پارش حمام تحت یک میدان مغناطیسی مختلط معادل با همدوسی کوانتومی یک روبنده اسپینی جفت شده با حمام اسپینی است. (همدوسی کوانتومی اسپین معیاری است ازاینکه تا چه حد اسپین با گذر زمان جهت گیری‌اش را حفظ می‌کند).   Liuو Wei دریافتند که زمانهایی که در آن همدوسی کوانتومی به صفر میرسد معادل با میدان‌های مختلطی است که در آن تابع پارش حذف می‌شود، یعنی میدان‌هایی که صفرهای لی-یانگ را تولید می‌کنند. برای شبیه سازی یک سیستم جفت شده ازروبنده اسپینی با حمام محققان ازمایع مولکول‌های تری متیل فوسفیت (TMP) استفاده کردند. TMP دارای 9 اتم هیدروژن و یک اتم فسفر، هر کدام با اسپین مربوط به خودش، است. بنابراین 9 اسپین هیدروژنی نقش حمام اسپینی و یک مولکول فسفر به عنوان روبنده اسپینی عمل می‌کنند. پنگ و همکارانش نخستین بار روبنده اسپینی را دریک برهم نهی کوانتومی بین حالت‌های  اسپینی بالا وپایین تنظیم، و سپس ازرزونانس مغناطیسی هسته‌ای حالت مایع به منظور تعیین زمان‌هایی که در آن همدوسی اسپینی به صفر می‌رسد استفاده کردند. این صفرها درهمدوسی تناظر مستقیم با صفرهای لی-یانگ دارند، که سپس برای بازسازی انرژی آزاد و تایع پارش حمام اسپینی استفاده شد. اگرچه سیستم کوچک است ولی، دمای بحرانی به طریقی تخمین زده می‌شود که منجر به یک چگالی غیر صفر از صفرهای همدوس لی-یانگ می‌شود.این مورد نخستین مشاهده مستقیم از یک میدان موهومی، صفرهای لی-یانگ، در آزمایش‌های دنیای واقعی است، و علاوه براین درک مهمی از مفهوم فیزیک آماری از یک قضیه فیزیکی محض وظاهرا" غیر فیزیکی است. آزمایشها همچنین یک ارتباط قوی بین یک ماهیت ایستا (میدان مغناطیسی مختلط در ترمودینامیک) وویژگیهای دینامیکی سیستم‌های کوانتومی (همدوسی) را تایید می‌کند. این تحقیق چگونگی استفاده از یک روبنده همدوس کوانتومی را برای مطالعه ترمودینامیک در صفحه مختلط در سیستم‌های با اندازه محدود توضیح می‌‌دهد، که در سطح اهمیت بنیادین در فیزیک آماری است. در حالی که این آزمایش تمرکزش را بروی ریشه‌های مختلط از نوع لی-یانگ در سیستم‌های فرومغناطیس (در یک میدان خارجی مختلط) گذاشته است، می‌توان به ریشه‌های لی-یانگ یا صفرهای دما (ریشه‌های فیشر) در سیستم‌های آنتی فرومغناطیس نیز نگریست. رهیافت پنگ وهمکارانش می‌تواند در مطالعه سیستم‌های پیچیده دردنیا حقیقی که در آن ریشه‌ها را نمی‌توان به آسانی مطالعه کرد یا لازمه تایید آزمایش را دارند، مورد استفاده قرار داد. این آزمایش می‌تواند پدیده‌ی کوانتومی جدیدی را که می‌توانست در صورت محدود کردن خود به پارامترهای فیزیکی حقیقی پنهان بماند را فاش نماید.

psi.ir

+ 53
رأی شما
- 38



www.HUPAA.com
مشاوره رایگان تحصیلی
ویدیو کلیپ علمی
محک
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● چت روم هوپا
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
عضویت در خبرنامه
ایمیل :
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
پزشکی و سلامت
مشاوره رایگان تحصیلی
بیگ بنگ
آخرین گفتگوها در انجمن
معرفی کانال های تلگرام فیزیک (9 پاسخ)
نیروی محرکه القایی در میدان مغناطیسی (0 پاسخ)
فیزیک کوانتوم (0 پاسخ)
جنس فضا زمان از چیست؟ (25 پاسخ)
چرا آذرخش در هوای آفتابی رخ نمیده؟ (6 پاسخ)
به طور کلی مفهوم انتگرال سه گانه چیست؟ (1 پاسخ)
فضای آنتی دوسیتر (1 پاسخ)
مقالاتي از گوشه و كنار رياضيات (98 پاسخ)
نقش نوع جریان AC یا DC در روشن شدن یا نشدن لامپهای ال ای دی (2 پاسخ)
ذره تاکیون (5 پاسخ)
زمین تخت گرایان (110 پاسخ)
دستگاه بیضوی (0 پاسخ)
رابطه میانگین قند خون سه ماهه انسات با اعداد پی ,فی ؛ ایی (0 پاسخ)
دستگاه مختصات راستگرد یعنی چی؟ (7 پاسخ)
اطلاعاتی جامع درباره فرکانس (7 پاسخ)
خم کردن پرتو نور (6 پاسخ)
کتاب مناسب برای تانسورها و جبر برداری (0 پاسخ)
محاسبه ی مساحت بدن انسان برای تجویز دقیق دارو ها (2 پاسخ)
کتابی مناسب درباره نسبیت (8 پاسخ)
سرعت نور با سریهای عددی (0 پاسخ)
بیا تو سوال بپرس (224 پاسخ)
دوربین دو چشمی بخرم یا تلسکوپ ؟ (10 پاسخ)
تاثير ميدان هاي الکتريکي و مغناطيسي بر نور (30 پاسخ)
حل مسائل فیزیک هسته ای کنت کرین (22 پاسخ)
منظور پروفسور حسابی از بی نهایت بودن ذرات چه بوده؟ (39 پاسخ)
محاسبات کوانتومی (2 پاسخ)
پستی و بلندی‌های زمین به روایت ماهواره‌های آلمانی (2 پاسخ)
مسئله: برخورد ناکشسان دو قمر و افزایش جرم سکون (0 پاسخ)
انتگرال خطی (5 پاسخ)
طراحی یک تست ژنتیکی برای شناسایی زودهنگام خطر حمله قلبی (0 پاسخ)
تقسيم كردن يك زاويه به سه قسمت مساوي (56 پاسخ)
معمای وزنه ۳ کیلویی و اندازه‌گیری یک کیلوگرم گندم با ترازو (17 پاسخ)
فرمول ریاضی برای درمان کمبود ویتامین دی (2 پاسخ)
عدد طلایی و سیارات (2 پاسخ)
بردار مکان در سایر دستگاه ها (8 پاسخ)
فرمولی برای تمام ابعاد وجودی کره ! (2 پاسخ)
نوبل پزشکی به کاشفان شیوه جدید مقابله با سرطان تعلق گرفت (0 پاسخ)
اصطکاک چگونه انرژی گرمایی تولید میکند؟ (59 پاسخ)
عدد پی تغییر کرد! (21 پاسخ)
استفاده از اثرات میدان مغناطیسی برای چرخیدن دائم جسم (2 پاسخ)
ابهام در مورد اصل فرما (اصل کمترین زمان) (3 پاسخ)
خروج زمین از مدار گردش خود (1 پاسخ)
نسبیت، انرژی و ماده (1 پاسخ)
شمارا بودن اعداد گویا (0 پاسخ)
درهم تنیدگی کوانتومی تک ذره (3 پاسخ)
جـنـگنـده ها و اســلحــه های بــرتــر (106 پاسخ)
بیشترین دمای ممکن در هستی (3 پاسخ)
جفت شدگی اسپین - مدار (8 پاسخ)
تعداد کُره ها در کُره ای بزرگتر (6 پاسخ)
به سه دلیل ماده تاریک وجود ندارد (3 پاسخ)
مسئله: سرعت بعد از برخورد (1 پاسخ)
تصاویر نجومی (1985 پاسخ)
ارشد فیزیک پیام نور (0 پاسخ)
ایرادها و پارادوکس های نسبیت خاص (245 پاسخ)
جزوه ترمودینامیک مدرسان شریف (0 پاسخ)
آموزش Maple (74 پاسخ)
برای ثبت اختراع بین المللی چه راهی را باید پیمود؟ (0 پاسخ)
اختلاف منظر (2 پاسخ)
پرتاب نخستین ماهواره برای اندازه‌گیری باد به فضا (0 پاسخ)
مقاومت صفر و باتری (3 پاسخ)
مقالات فیزیک
روشی برای بهبود تشخیص بیماری‌ها در بدو تولد
سیاهچاله‌ی مرکز کهکشان‌ راه‌شیری، تنها نیست!
تاثیر مصرف لبنیات قبل از خواب
مسابقه‌ی علمی شماره‌ی یک
کشف موزاییکی باستانی مربوط به عصر رومیان
راهی علمی برای احیای باکتری‌های روده‌ای
سرنخ‌هایی برای حل رازی قدیمی در منظومه‌ی شمسی!
غیرواقعی یا حقیقت؟ تکلیف مشاهدات یوفوها چیست؟
بیت‌کوین باعث گرمایش زمین تا ۲ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌شود؟!
ساخت پلیمری جدید با قابلیت خودتعمیری!
پیشرفته شدن هوش مصنوعی چقدر خطر دارد؟
ردیابی دنیاهای پنهان، در ژرفای کیهان
کشف ابزاری ۶۰۰۰ ساله در خانه‌ی رئیس‌ جمهور آمریکا!
حمل و نقل کابلی، راه‌حلی برای ترافیک‌های شهری
سیاهچاله‌ها چه رنگی هستند؟
فرگشتی حیرت‌انگیز در ابعاد حشره‌ای بندانگشتی
نگاه نزدیک هابل به خوشه‌ای از ستارگان
دانه‌های قاصدک‌ها چگونه پرواز می‌کنند؟
دانشمند ایرانی کوچک‌ترین ژیروسکوپ نوری دنیا را طراحی کرد.
تحولی شگرف در ربات‌های نسل آینده
پیشرفتی غیرمنتظره‌ در ماموریت مدارگرد پلوتو
مشاهده‌ی نقش پُررنگ بخشندگی در جامعه‌ی شامپانزه‌ها
ساکنان باستانی جزیره‌ی ایستر، چگونه با خشکسالی مبارزه کردند؟
روشی جدید در تشخیص سرطان خون
آیا زمان ملاقات با فرازمینی‌ها فرا رسیده است؟!
چه میزان زباله‌ی پلاستیکی در اقیانوس اطلس وجود دارد؟
یافتن راهی جدید برای جلوگیری از علائم حاد آسم!
پسورد وزارت دفاع آمریکا در ۹ ثانیه هک شد!
فرآیند یادگیری در مغز شما چگونه است؟
شکارچیان چگونه ببر آدم‌خوار را اغوا می‌کنند؟
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
چین تلسکوپی برای رمزگشایی اسرار جهان می‌سازد! (0+)
شایع‌ترین دلیل بی‌خوابی در نوجوانان چیست؟ (0+)
با این روش پخت، برنج را با خیالی آسوده بخورید و نگران چاق شدن نباشید! (0+)
با این شرایط، آیا رفتن به مریخ منطقی است؟ (0+)
تهدیدی جدی برای بقای آثار باستانی (0+)
تا چه اندازه نوشیدنی‌های الکلی در ابتلا به سرطان پروستات دخیل هستند؟ (0+)
شیرین‌کننده‌های مصنوعی برای باکتری‌های معده سمی هستند! (0+)
آیا چیزی به‌نام اراده‌ی آزاد در ما وجود دارد؟ (0+)
دانشمندان طعم باران‌های حلقوی زحل را چشیدند! (0+)
گایا ستاره‌هایی بی‌قید و بند را رصد کرد! (0+)
کشف درمانی اتفاقی برای سرطان خون (0+)
اخلاقیات در مهندسی نرم‌افزارها چقدر تاثیرگذار است؟ (0+)
امواج مغزیِ حافظه در خواب و بیداری یکسان هستند. (0+)
رویدادهای نجومی آبان‌ماه ۱۳۹۷ (0+)
با آزمایشی ساده در دوران کودکی، می‌توان بیماری‌های قلبی را پیش‌بینی کرد! (0+)
ادامه ...