مشاوره رایگان تحصیلی
منو

میدان‌های مغناطیسی موهومی در دنیای حقیقی

+ 74
رأی شما
- 61

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

+ 74
رأی شما
- 61



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
● تحصیل در کانادا
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
طولِ موجِ پرتوی بازتابی از آینه ی شتابدار (سوالی نسبیتی) (100 پاسخ)
زمین تخت گرایان (152 پاسخ)
مرز فیزیک کوانتوم کجاست؟ (14 پاسخ)
شبیه سازی رنگ آبی آب دریا (2 پاسخ)
انفجار بزرگ (34 پاسخ)
محاسبه گشتاور مورد نیاز بلند کردن جسم (2 پاسخ)
سوال درباره حرکت نسبیتی (28 پاسخ)
نیروی پنجم؟ (0 پاسخ)
کتاب ماجراجویی های فیزیکدان قرن بیستم (4 پاسخ)
درخواست مشاوره از دوستانی که فیزیک خوندن (50 پاسخ)
چرا الکترون روی هسته سقوط نمیکند؟ (15 پاسخ)
درخواست معرفی منابع آموزشی جهت یادگیری برخی محاسبات (5 پاسخ)
محاسبه طول یک رول کاغذ به ضخامت و شعاع مشخص (1 پاسخ)
فاصله ی بین نقاطِ شتابدار از دیدِ ناظران لَخت (سوالی نسبیتی) (79 پاسخ)
نوسانات کوانتومی (6 پاسخ)
سوالی پیش پا افتاده در تداخل ویرانگر دو موج نور (7 پاسخ)
نظر غالب در رابطه با انبساط کیهان چیست؟ (0 پاسخ)
نظریه گرانش حرکتی و اثبات کامل آن بر اساس نظریه نسبیت عمومی (9 پاسخ)
گالری عکس آسمان (645 پاسخ)
ضرایب پتانسیل (3 پاسخ)
روش فدیف (انجام محاسبات چند جسمی) (0 پاسخ)
آیا زمان بردار است؟ (چون جهت دارد: از گذشته رو به آینده) (19 پاسخ)
نگاهی نو به زمان (33 پاسخ)
تفاوت نیرو با انرژی چیست؟ (26 پاسخ)
توضیح چرایی انحراف جزئی سیاره عطارد از مدار خودش (3 پاسخ)
پیش بینی آینده ساختار کیهان بر اساس نظریه گرانش حرکتی (1 پاسخ)
نیروی الکتروگراویتی (3 پاسخ)
علت چرخش الکترون چیست؟ (13 پاسخ)
ساده ترین بیان برای منشاء گرانش (18 پاسخ)
پیش بینی چرخش خودکار کهکشان ها (0 پاسخ)
معرفی سه ساختار اصلی برای پایداری کهکشان ها (0 پاسخ)
توضیح کامل درباره ماهیت ماده تاریک بر اساس نظریه گرانش حرکتی (0 پاسخ)
توضیح کامل درباره ماهیت انرژی تاریک بر اساس نظریه گرانش حرکت (0 پاسخ)
کتاب فیزیک آینده (2 پاسخ)
جنس ذره برخورد کننده (5 پاسخ)
وجود قید در ترکیب (7 پاسخ)
چرخش به دور درخت با سرعت نور (18 پاسخ)
نیروی گرانش از کجا پدید می آید منشا آن چیست؟ (40 پاسخ)
جنس زمان از چیست؟ اصلا زمان چیست؟ (225 پاسخ)
علیت (16 پاسخ)
فعالیت نوری (2 پاسخ)
منظور هاوكينگ از به وجود آمدن جهان از هیچ چیست؟ (15 پاسخ)
زمان در مکانیک کوانتومی (3 پاسخ)
مدار RLC (1 پاسخ)
نور و میدان مغناطیسی (1 پاسخ)
تعریف فاصله در نسبیت و سازگاری نسبیت عام با مکانیک نیوتونی (20 پاسخ)
پایان نظریۀ نسبیت اینشین به تمام جهان اعلام می شود (10 پاسخ)
کهن‌ترین مولکول کیهان در فضا کشف شد! (0 پاسخ)
پایان نسبیت اینشتین با حل دقیق معادلات خود او ( فیزیک مطلق) (29 پاسخ)
اثبات حیرت آور فیزیک مطلق بر اثر سیارات روی سینگال های زمینی (17 پاسخ)
انفجار فیزیک توسط عدم برابری بار الکتریکی الکترون و پروتون (5 پاسخ)
نانوتکنولوژی و کاربردهای آن (1 پاسخ)
نسبیت، انرژی و ماده (2 پاسخ)
قانون فاراده (1 پاسخ)
هسته درونی عطارد جامد است (0 پاسخ)
آیا عینک‌های فوتوکرومیک هم جزو مواد هوشمند هستند؟ (0 پاسخ)
نسبیت در سرعت زاویه ای (6 پاسخ)
حرکت ذره باردار در دو میدان (4 پاسخ)
نخستین مریخ‌لرزه ثبت شد! (0 پاسخ)
بسط تیلور (6 پاسخ)
مقالات فیزیک
بوی خوب کیک و بیسکویت از چه‌چیزیست؟
کهکشان تنهای کوتوله
نخستین اُرگانیسم‌های چندسلولی، چه‌شکلی بوده‌اند؟
بازوی رباتیک جدید را با ذهن کنترل کنید
نور آبی شما را می‌کُشد!
عمر خورشید چگونه تمام می‌شود؟
در قطب شمال مریخ چه می‌گذرد؟
کشف ویژگی جدید نور
مصرف آنتی‌بیوتیک، شما را در برابر آنفلوآنزا ضعیف می‌کند
بدون برش دی‌ان‌ای می‌توان ژنوم را تغییر داد!
خواب نامناسب چه بلایی به‌سر جمجمه می‌آورد؟
پرتوی‌های کیهانی عامل اصلی فرگشت
جاسوسی از یخچال‌های طبیعی هیمالیا
احتمال برگرداندن چه‌جور کیف‌پول گم‌شده‌ای بیشتر است؟
اسرار زندگی کروکودیل‌های باستانی فاش شد
کشف منشاء یک انفجار رادیویی
معجزه‌ی هوش‌مصنوعی در بخش پزشکی
شناسایی سلولی ضدآلرژی
چگونه یک سیاره متولد می‌شود؟
درمانی سریع برای اضافه وزن شدید
حافظه‌ی کامپیوترهای آینده را بشناسیم!
میکروب‌هایی که داروهای ما را می‌خورند
شگفتیِ انفجارهای گاما
در مرکز کهکشان راه‌شیری چه خبر است؟
حفره‌های اسرارآمیز دریای جنوبگان
گونه‌های مختلف نهنگ با هم جفتگیری می‌کنند!
نگاهی به اعماق کهکشانی از خوشه‌ی سنبله
آغاز عصر جدید زمین‌شناسی
حلقه‌های اسرارآمیز سیاره‌ی اورانوس
بگذارید بچه‌ها خاک بازی کنند!
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
تاثیر مخرب کم‌خوابی بر بدن (0+)
سیبری سکونت‌گاهی خوش آب‌وهوا خواهد شد (0+)
آشکارسازی مرز پلاسمای کیهانی (0+)
ابتدا سیاه‌چاله‌ها بوده‌اند یا کهکشان‌ها؟ (0+)
گوشتخوارترین گیاه جهان (0+)
چرا بچه‌ی انسان دیرتر از بچه‌ی پستانداران دیگر رشد می‌کند؟ (0+)
عمر حلقه‌های زحل چقدر است؟ (0+)
ویرایش دی‌ان‌ای در فضا (0+)
چربی بدن شما را افسرده می‌کند (0+)
کشف دو سیاره‌ی زمین‌مانند در نزدیکی منظومه‌ی شمسی (0+)
چرا سگ‌ها بیشتر کودکان را گاز می‌گیرند؟ (0+)
مرسدس، قوانین فیزیک را دگرگون کرد! (0+)
پرچم هند در ماه بالا می‌رود (0+)
داروی فشار خون، آلزایمر را هم درمان می‌کند (0+)
رابطه با انسان باعث تکامل سگ‌ها شده است! (0+)
ادامه ...