مشاوره رایگان تحصیلی
منو

میدان‌های مغناطیسی موهومی در دنیای حقیقی

+ 55
رأی شما
- 54

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

+ 55
رأی شما
- 54



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
انتقال انرژی در مدار های الکتریکی از دید کوانتومی (0 پاسخ)
محبوس شدگی کوارکی (2 پاسخ)
ایراد معادله پیوستگی (40 پاسخ)
یادگیری فیزیک انفرادی (4 پاسخ)
ایجاد خلا در لیوان توسط آتش (4 پاسخ)
حل مسائل کتاب معادلات دیفرانسیل بویس (0 پاسخ)
معما های سخت (330 پاسخ)
چرا پروتون، الکترون را جذب می‌کند؟ (1 پاسخ)
تست هوش واقعی (32 پاسخ)
کتاب پایه برای فیزیک کوانتوم چیست؟ (4 پاسخ)
عکسی دروغین؟! (15 پاسخ)
نامرئی کردن با شکست نور (3 پاسخ)
درخواست کتاب فارسی ریاضی فیزیک آرفکن (4 پاسخ)
انرژی اشعه بتا (1 پاسخ)
سرعت اسپین الکترون (0 پاسخ)
تبدیل میدان مغناطیسی به میدان الکتریکی (1 پاسخ)
باز بهنجارش اختلالی (0 پاسخ)
استفاده از شبکه ی اسپین و فوم اسپین برای برهمکنش های ریسمان (0 پاسخ)
معادله زمان شرودینگر (3 پاسخ)
نظریه ریسمان (7 پاسخ)
تولید ماده و نظریه ریسمان (1 پاسخ)
اگر زمان وجود نداشت چه می شد،پیامد های آن چیست؟ (83 پاسخ)
4 سوال از مکانیک ۲ دانشگاه (5 پاسخ)
چاه (تابع) پتانسیل (1 پاسخ)
انیشتین و واقعیت کوانتومی (0 پاسخ)
فضای تکانه (5 پاسخ)
بوزون هیگز، امپراطور تمام ذرات (0 پاسخ)
چیزی بعنوان نیروی گریز از مرکز وجود ندارد! (36 پاسخ)
چرا ماده از پاد ماده بیشتر است؟ (0 پاسخ)
میدان مغناطیسی (1 پاسخ)
جفت شدگی ریسمان‌ها و غشا‌ها (0 پاسخ)
وزنه و فنر در آسانسور (2 پاسخ)
ضرب خارجی بردار مکان (1 پاسخ)
تابش ذره باردار شتاب دار در مکانیک کوانتومی (3 پاسخ)
سوال در مورد استوکس (15 پاسخ)
چرخش به دور درخت با سرعت نور (12 پاسخ)
ریاضیات را چگونه آغاز کنیم؟! (3 پاسخ)
باتری‌های هسته ای (0 پاسخ)
ماشين زمان كي ساخته مي شود؟ (71 پاسخ)
نحوه کار برقگیر (0 پاسخ)
تفاوت جاذبه با گرانش چیست؟ (42 پاسخ)
خم کردن پرتو نور (13 پاسخ)
چرا ابرها سفید هستند؟ (7 پاسخ)
بسط سامرفلد و اثبات آن (0 پاسخ)
ارشد فیزیک پیام نور (1 پاسخ)
نظریه نسبیت قانون بقای جرم و پایستگی انرژی را نقض می‌کند؟ (2 پاسخ)
آیا ریل‌های قطارهایی که مگلو نیستند هم آهنربا می‌شوند؟ (1 پاسخ)
فرمول برای تعیین قدرت عدسی (1 پاسخ)
باردار کردن رسانا با باطری (0 پاسخ)
جنس زمان از چیست؟ اصلا زمان چیست؟ (221 پاسخ)
ابهام در مورد اصل فرما (اصل کمترین زمان) (4 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (975 پاسخ)
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)
مقالات فیزیک
ذوب شدن لایه‌های یخی، چندین تُن متان را به جو آزاد می‌کند!
فریب تبلیغات محصولات آرایشی و بهداشتی پوست و مو را نخورید!
با غار اسباب بازی‌های مانی آشنا شوید!
رابطه‌ی انسان و ربات‌ها چقدر عمیق خواهد شد؟
نگاهی نزدیک به انفجار رازآلود در فاصله‌ی ۲۰۰ میلیون سال نوری
شناسایی سه گروه گیاهی باستانی در اردن
معجزه‌ی تکنولوژی در جراحی‌های آینده!
رمز و رازهای چگونگی تکثیر دی‌ان‌ای
کشف استخوان‌ها و ابزارهای سنگی ۲.۴ میلیون ساله
کهکشان مثلث؛ مادری نمونه برای زایش ستاره‌ها
فوتوسنتز بیشتر، راهی برای افزایش تولید محصولات!
تحلیلی ژنتیکی برای یافتن ریشه‌های دو اختلال روانی رایج!
رقابت سخت هوندا آکورد قابل اعتماد در برابر کیا اپتیمای پرفروش
ورزش چگونه باعث کاهش حجم چربی شکم می‌شود؟
شاید جهان ما در حال گسترش به سوی بُعد دیگری باشد.
آزمایش روش درمانی جدید برای مقابله با سرطان
کشف سیارک غنی از کربن در کمربند کویپر
گوگل در دادخواهی تکنولوژی تشخیص چهره، پیروز شد!
گیاهان برای تمامی فصل‌ها برنامه دارند!
رصد سیاهچاله‌های همدم پُرجرم، در ادغام‌های کهکشانی
با پرچم‌دار جدید کمپانی فولکس واگن آشنا شوید.
مجله علمی ایلیاد ۲ ساله شد!
مسابقه‌ی علمی هفتگی شماره‌ی ۹
کشف پرنده‌ی ترسناک باستانی در بریتانیا
جُرمی از نوع دستکاری ژن انسان
مدل‌سازی یخبندان در قطب‌های سیاره‌ی عطارد
اهمیت ذخیره‌سازی انرژی‌های تجدیدپذیر
کشف رودخانه‌ی جوشان در آمازون
سیاهچاله‌های عظیم میدان مغناطیسی ضعیف‌تری دارند!
هوش‌مصنوعی، باستان‌شناس شده است!
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
دانلود کتاب رادیواکتیویته و پرتوزایی (1+)
ربات‌هایی که با حیوانات حرف می‌زنند! (0+)
چرا زنان نسبت به مردان عمر طولانی‌تری دارند؟ (0+)
مطالعه علمی باعث می‌شود بیشتر ورزش کنید! (0+)
تا به حال صدای مریخ را شندیده‌اید؟ (0+)
آتشفشان‌ها چگونه فوران می‌کنند؟ (0+)
کمبود ویتامین دی، عاملی برای ابتلا به اسکیزوفرنی (0+)
مشاهده‌ی ستاره‌های دوتایی منحصربه‌فرد (0+)
محققان دو گونه‌ی جدید از قارچ خوراکی را کشف کردند. (0+)
تجربه‌ی لذت بخش رانندگی با مرسدس E200 2017 (0+)
منشاء اجداد فنلاندی‌ها، کشف شد. (0+)
کاتالیزوری ژله‌ای برای تولید سوخت‌های هیدروژنی (0+)
آیا این هرم مریخی، ساخته‌ی فرازمینی‌ها است؟ (0+)
بحران زباله در جهان تا چه حد جدی است؟ (0+)
همراهی انسان و ربات! مزیت یا خطر؟ (0+)
ادامه ...