نسخهی اصلاحیافتهای از نظریهی تابعی چگالی که برای توصیف ابررساناهای سنتی استفاده شده که دقت پیشیینیهای این نظریه را به طرز قابل ملاحظهای افزایش داده است.
@physics_ir
@physics_ir
✅نسخهی اصلاحیافتهای از نظریهی تابعی چگالی که برای توصیف ابررساناهای سنتی استفاده شده که دقت پیشیینیهای این نظریه را به طرز قابل ملاحظهای افزایش داده است.
توسعهی ابزارهایی که قادرند ویژگیهای اصلی ابررساناها را از روی اصول اولیه پیشگویی کنند، جام مقدس فیزیک حالت جامد به حساب میآید. چنان ابزارهایی میتوانند ما را به سوی مواد جدیدی که در دماهای بالا ابررسانا میشوند رهنمون سازند. روش محاسباتی امروزی نظریهی تابعی چگالی ابررسانایی (SCDFT) است؛ نسخهای از نظریهی تابعی چگالی که اثر بسذرهای را از همبستگیهای الکترونی در ماده به حساب میآورد. با این حال SCDFT به شکل ساختارمندی دمای بحرانی ابررسانا را (با خطاهای چشمگیر برای چندین ماده مهم) تخمین میزند. اکنون آنتونیو سانا از موسسهی فیزیک میکروساختار ماکس پلانک در آلمان و همکارانش این مشکل را با اصلاح تابعیهای استفاده شده در SCDFT تصحیح کردهاند. آنها با استفاده از تابعیهای بازبینیشده دریافتند که پیشبینیهای SCDFT توافق معقولی با دادههای تجربی دارد.
SCDFT ویژگیهای یک سیستم بسالکترونی را با استفاده از تابعیهایی که برای چگالی الکترون بکار میرود، تعیین میکند. برای امکانپذیر ساختن محاسبات، در این تابعیها از تصحیحات معینی در مورد انرژی سیستم چشمپوشی میشود. اما نظریهپردازان معتقدند که این تقریبها به محاسبهی غیردقیق جفتشدگی الکترون-فونون میانجامد که موجب پیریزی ابررسانایی میشود.
رهیافت جدید این تیم پژوهشی تابعیها را بدون معایبِ آن تقریب بدست میآورد. آنها نشان میدهند که تابعیهای آنها (که با فرمولهای تحلیلی ساده بیان کردهاند) میتواند در SCDFT بدون افزایش هزینههای محاسباتی بکار رود. سانا و همکارانش برای آزمایش رهیافتشان گافهای ابررسانا و دماهای گذار را برای گسترهای از ابررساناها محاسبه کردهاند که شامل ترکیبات عنصری مثل آلومینیوم و تانتالیوم و سیستمهای دوتایی همچون منیزیم دیبرید و هیبرید سولفور است. نتایج از بهبود قابل ملاحظه در دقت، نسبت به روشهای پیشین دارد؛ دمای بحرانی برای تمام مواد مطالعه شده ۲۰ درصد مقادیر واقعی است.
این پژوهش در مجلهی فیزیکال ریویو لترز انتشار یافته است.
دربارهی نویسنده:
ماتئو رینی کمک ویراستار مجله فیزیک است.
منبع:
Improved Predictions for Superconductors
توسعهی ابزارهایی که قادرند ویژگیهای اصلی ابررساناها را از روی اصول اولیه پیشگویی کنند، جام مقدس فیزیک حالت جامد به حساب میآید. چنان ابزارهایی میتوانند ما را به سوی مواد جدیدی که در دماهای بالا ابررسانا میشوند رهنمون سازند. روش محاسباتی امروزی نظریهی تابعی چگالی ابررسانایی (SCDFT) است؛ نسخهای از نظریهی تابعی چگالی که اثر بسذرهای را از همبستگیهای الکترونی در ماده به حساب میآورد. با این حال SCDFT به شکل ساختارمندی دمای بحرانی ابررسانا را (با خطاهای چشمگیر برای چندین ماده مهم) تخمین میزند. اکنون آنتونیو سانا از موسسهی فیزیک میکروساختار ماکس پلانک در آلمان و همکارانش این مشکل را با اصلاح تابعیهای استفاده شده در SCDFT تصحیح کردهاند. آنها با استفاده از تابعیهای بازبینیشده دریافتند که پیشبینیهای SCDFT توافق معقولی با دادههای تجربی دارد.
SCDFT ویژگیهای یک سیستم بسالکترونی را با استفاده از تابعیهایی که برای چگالی الکترون بکار میرود، تعیین میکند. برای امکانپذیر ساختن محاسبات، در این تابعیها از تصحیحات معینی در مورد انرژی سیستم چشمپوشی میشود. اما نظریهپردازان معتقدند که این تقریبها به محاسبهی غیردقیق جفتشدگی الکترون-فونون میانجامد که موجب پیریزی ابررسانایی میشود.
رهیافت جدید این تیم پژوهشی تابعیها را بدون معایبِ آن تقریب بدست میآورد. آنها نشان میدهند که تابعیهای آنها (که با فرمولهای تحلیلی ساده بیان کردهاند) میتواند در SCDFT بدون افزایش هزینههای محاسباتی بکار رود. سانا و همکارانش برای آزمایش رهیافتشان گافهای ابررسانا و دماهای گذار را برای گسترهای از ابررساناها محاسبه کردهاند که شامل ترکیبات عنصری مثل آلومینیوم و تانتالیوم و سیستمهای دوتایی همچون منیزیم دیبرید و هیبرید سولفور است. نتایج از بهبود قابل ملاحظه در دقت، نسبت به روشهای پیشین دارد؛ دمای بحرانی برای تمام مواد مطالعه شده ۲۰ درصد مقادیر واقعی است.
این پژوهش در مجلهی فیزیکال ریویو لترز انتشار یافته است.
دربارهی نویسنده:
ماتئو رینی کمک ویراستار مجله فیزیک است.
منبع:
Improved Predictions for Superconductors
Forwarded from کانال علمی فیزیک ایران
Forwarded from کانال علمی فیزیک ایران
ولادت تاثیرگذارترین فرد در کوانتوم
.
آروین رودولف یوزف آلکساندر #شرودینگر (زاده ۱۲ اوت ۱۸۸۷ - درگذشته ۴ ژانویه ۱۹۶۱) #فیزیکدان اتریشی و تنها پسر رودولف شرودینگر بود. او از جمله کسانی بود که در تئوری موج مشارکت داشت و نتایج اساسی در زمینه نظریه #کوانتومی از مکانیک موج او تشکیل شد. او درسال ۱۹۰۶ وارد دانشگاه وین شد و در سال ۱۹۱۰ دکترایش را گرفت و پس از آن در جنگ جهانی اول حضور یافت. در سال ۱۹۲۰ (میلادی) نظریهای موسوم به مکانیک کوانتومی پای به عرصه نهاد و بهوسیله آروین شرودینگر به مفیدترین شکلش به شیمیدانان عرضه شد. در سال ۱۹۲۱ به دانشگاه زوریخ رفت و در سال ۱۹۲۶ او اساسیترین معادله غیر #نسبیتی در مکانیک کوانتومی که برای توصیف تحول حالت یک ذره است با نام معادله شرودینگر به ثبت رساند و با کمک از اصل عدم قطعیت هایزنبرگ مدل جدید اتمی را به نام ابر الکترونی ارائه داد. او در سال ۱۹۳۳ به همراه پل #دیراک فیزیکدان انگلیسی به دلیل ایده مکانیک موج برنده جایزه #نوبل در فیزیک شد در سال ۱۹۳۵ به همراه آلبرت #اینشتین نظریه گربه شرودینگر را ارائه داد. در سال ۱۹۳۶ او به سمت رئیس دانشگاه گراتس اتریش درآمد. در سال ۱۹۳۸ به دلیل ورود نازیها به اتریش او اتریش را ترک کرد.
.
آروین رودولف یوزف آلکساندر #شرودینگر (زاده ۱۲ اوت ۱۸۸۷ - درگذشته ۴ ژانویه ۱۹۶۱) #فیزیکدان اتریشی و تنها پسر رودولف شرودینگر بود. او از جمله کسانی بود که در تئوری موج مشارکت داشت و نتایج اساسی در زمینه نظریه #کوانتومی از مکانیک موج او تشکیل شد. او درسال ۱۹۰۶ وارد دانشگاه وین شد و در سال ۱۹۱۰ دکترایش را گرفت و پس از آن در جنگ جهانی اول حضور یافت. در سال ۱۹۲۰ (میلادی) نظریهای موسوم به مکانیک کوانتومی پای به عرصه نهاد و بهوسیله آروین شرودینگر به مفیدترین شکلش به شیمیدانان عرضه شد. در سال ۱۹۲۱ به دانشگاه زوریخ رفت و در سال ۱۹۲۶ او اساسیترین معادله غیر #نسبیتی در مکانیک کوانتومی که برای توصیف تحول حالت یک ذره است با نام معادله شرودینگر به ثبت رساند و با کمک از اصل عدم قطعیت هایزنبرگ مدل جدید اتمی را به نام ابر الکترونی ارائه داد. او در سال ۱۹۳۳ به همراه پل #دیراک فیزیکدان انگلیسی به دلیل ایده مکانیک موج برنده جایزه #نوبل در فیزیک شد در سال ۱۹۳۵ به همراه آلبرت #اینشتین نظریه گربه شرودینگر را ارائه داد. در سال ۱۹۳۶ او به سمت رئیس دانشگاه گراتس اتریش درآمد. در سال ۱۹۳۸ به دلیل ورود نازیها به اتریش او اتریش را ترک کرد.
فیزیکدانان برجسته در مهمانی شام به میزبانی ماکس فون #لائو
#پلانک #اینشتین #میلیکان
#پیج_علمی_فیزیک_ایران #فیزیک
@physics_ir
#پلانک #اینشتین #میلیکان
#پیج_علمی_فیزیک_ایران #فیزیک
@physics_ir
Forwarded from کانال علمی فیزیک ایران
مایکل فارادی (به انگلیسی: Michael Faraday) (۲۲ سپتامبر ۱۷۹۱ - ۲۲ اوت ۱۸۶۷)، فیزیکدان و شیمیدان انگلیسی بود که بیشتر به سبب نوآوریهایش درالکترومغناطیس و الکتروشیمی مشهور است. کشف بنزن و قوانین مربوط به القای الکترومغناطیسی و تهیه کلر مایع از مهمترین دستاوردهای او برشمرده میشوند.
در سال ۱۸۲۱م، کمی بعد از اینکه شیمیدان و فیزیکداندانمارکی، هانس کریستین اورستد، الکترومغناطیس را کشف کرد، همفری دیوی و دانشمند بریتانیایی ویلیام هید ولاستون William Hyde Wollaston سعی کردند تا یکموتور الکتریکی را طراحی کنند، اما نتوانستند.[۲] فارادی پس از صحبت با این دو نفر، تصمیم به ساخت دو وسیله برای تولید آنچه که او گردش الکترومغناطیسی (یک حرکت چرخشی پیوسته ناشی از نیروی مغناطیسی اطراف یک سیم) مینامید، گرفت. اگر یک سیم غوطهور در یک حمامجیوه با یک آهنربا که در وسط آن قرار داده شده، باالکتریسیته تولید شده توسط یک باتری شیمیایی شارژمیشد، در اطراف آهنربا میچرخید. وسیله اخیر یک موتور هم قطبی (homopolar motor) نامیده میشود. این اکتشافات و آزمایشات پایه فناوری الکترومغناطیس نوین را بنا نهاد. فارادی نتایج تحقیقات خود را منتشر کرد بدون این که از والستون و داوی (Wollaston و Davy) در ابتدای کتاب قدردانی کند و این امر ستیزهای را به وجود آورد که باعث شد که فارادی برای چند سال از تحقیقات الکترومغناطیس کنارهگیری کند.
در سال ۱۸۲۱م، کمی بعد از اینکه شیمیدان و فیزیکداندانمارکی، هانس کریستین اورستد، الکترومغناطیس را کشف کرد، همفری دیوی و دانشمند بریتانیایی ویلیام هید ولاستون William Hyde Wollaston سعی کردند تا یکموتور الکتریکی را طراحی کنند، اما نتوانستند.[۲] فارادی پس از صحبت با این دو نفر، تصمیم به ساخت دو وسیله برای تولید آنچه که او گردش الکترومغناطیسی (یک حرکت چرخشی پیوسته ناشی از نیروی مغناطیسی اطراف یک سیم) مینامید، گرفت. اگر یک سیم غوطهور در یک حمامجیوه با یک آهنربا که در وسط آن قرار داده شده، باالکتریسیته تولید شده توسط یک باتری شیمیایی شارژمیشد، در اطراف آهنربا میچرخید. وسیله اخیر یک موتور هم قطبی (homopolar motor) نامیده میشود. این اکتشافات و آزمایشات پایه فناوری الکترومغناطیس نوین را بنا نهاد. فارادی نتایج تحقیقات خود را منتشر کرد بدون این که از والستون و داوی (Wollaston و Davy) در ابتدای کتاب قدردانی کند و این امر ستیزهای را به وجود آورد که باعث شد که فارادی برای چند سال از تحقیقات الکترومغناطیس کنارهگیری کند.
نوبل فیزیک 2020 برای سیاهچاله ها!
آکادمی نوبل سوئد امروز 6 اکتبر 2020 جایزه نوبل فیزیک را به راجر پنروز Roger Penrose رینهارد گنزل Reinhard Genzel آندریا گِز
Andrea Ghez اهدا کرد.
راجر پنروز نیمی از جایزه نوبل امسال را برای پیش بینی آن که سیاهچاله ها نتیجه نسبیت عام است؛ دریافت کرد.
نیمی دیگر به طور مشترک به گنزل و گِز برای کشف ابرسیاهچاله مرکز کهکشان راه شیری اهدا شد.
تصویر شماتیک از سیاهچاله
خبرنامه علمی انجمن فیزیک به زودی با جزییات بیشتر این جایزه نوبل را بررسی خواهد کرد.
منبع خبر: وبگاه رسمی نوبل
آکادمی نوبل سوئد امروز 6 اکتبر 2020 جایزه نوبل فیزیک را به راجر پنروز Roger Penrose رینهارد گنزل Reinhard Genzel آندریا گِز
Andrea Ghez اهدا کرد.
راجر پنروز نیمی از جایزه نوبل امسال را برای پیش بینی آن که سیاهچاله ها نتیجه نسبیت عام است؛ دریافت کرد.
نیمی دیگر به طور مشترک به گنزل و گِز برای کشف ابرسیاهچاله مرکز کهکشان راه شیری اهدا شد.
تصویر شماتیک از سیاهچاله
خبرنامه علمی انجمن فیزیک به زودی با جزییات بیشتر این جایزه نوبل را بررسی خواهد کرد.
منبع خبر: وبگاه رسمی نوبل
رنگین کمان دو تایی:
تغییرات ضریب شکست با فرکانس را پاشندگی می گویند. این پدیده در منشور منجر به تجزیه ی نور سفید به رنگ های متفاوت می شود. تماشایی ترین مورد پاشندگی در رنگین کمان ظاهر می شود. برای دیدن رنگین کمان، خورشید باید در یک بخش از آسمان باشد و قطره های موجود در ابر یا آب باران در بخش مقابل آن قرار داشته باشند. اگر در داخل هواپیما باشیم و زمین مانعی بر سر راه نور نباشد، رنگین کمان را به صورت دایره ی کامل می بینیم.
رنگ های زیبای رنگین کمان را میلیون ها قطره ی ریز کروی به وجود می آورند. در واقع قطره های کروی موجود در ابر یا آب باران در مقابل نور خورشید مانند منشور عمل می کنند. نور پس از ورود به قطره شکسته شده و به رنگ های مختلف تجزیه می شود.
تغییرات ضریب شکست با فرکانس را پاشندگی می گویند. این پدیده در منشور منجر به تجزیه ی نور سفید به رنگ های متفاوت می شود. تماشایی ترین مورد پاشندگی در رنگین کمان ظاهر می شود. برای دیدن رنگین کمان، خورشید باید در یک بخش از آسمان باشد و قطره های موجود در ابر یا آب باران در بخش مقابل آن قرار داشته باشند. اگر در داخل هواپیما باشیم و زمین مانعی بر سر راه نور نباشد، رنگین کمان را به صورت دایره ی کامل می بینیم.
رنگ های زیبای رنگین کمان را میلیون ها قطره ی ریز کروی به وجود می آورند. در واقع قطره های کروی موجود در ابر یا آب باران در مقابل نور خورشید مانند منشور عمل می کنند. نور پس از ورود به قطره شکسته شده و به رنگ های مختلف تجزیه می شود.
رنگین کمان دو تایی:
تغییرات ضریب شکست با فرکانس را پاشندگی می گویند. این پدیده در منشور منجر به تجزیه ی نور سفید به رنگ های متفاوت می شود. تماشایی ترین مورد پاشندگی در رنگین کمان ظاهر می شود. برای دیدن رنگین کمان، خورشید باید در یک بخش از آسمان باشد و قطره های موجود در ابر یا آب باران در بخش مقابل آن قرار داشته باشند. اگر در داخل هواپیما باشیم و زمین مانعی بر سر راه نور نباشد، رنگین کمان را به صورت دایره ی کامل می بینیم.
رنگ های زیبای رنگین کمان را میلیون ها قطره ی ریز کروی به وجود می آورند. در واقع قطره های کروی موجود در ابر یا آب باران در مقابل نور خورشید مانند منشور عمل می کنند. نور پس از ورود به قطره شکسته شده و به رنگ های مختلف تجزیه می شود. با رسیدن به طرف دیگر قطره، بخشی از هر رنگ با شکسته شدن وارد هوا می شود (که نشان داده نشده است) و بخشی از نور بازتاب پیدا می کند و پس از رسیدن به سطح پایینی قطره شکسته شده و وارد هوا می شود. در واقع دو شکست و یک بازتاب پدیده ی رنگین کمان یا رنگین کمان اصلی را بوجود می آورد. ماکزیمم زاویه ی بین پرتوهای ورودی و خروجی ۴۲ درجه است.
اغلب کمان ثانویه ی بزرگتری را می توان دید که ترتیب رنگ هایش وارون شده اند که ناشی از دو شکست و دو بازتاب در قطره های باران است.
تغییرات ضریب شکست با فرکانس را پاشندگی می گویند. این پدیده در منشور منجر به تجزیه ی نور سفید به رنگ های متفاوت می شود. تماشایی ترین مورد پاشندگی در رنگین کمان ظاهر می شود. برای دیدن رنگین کمان، خورشید باید در یک بخش از آسمان باشد و قطره های موجود در ابر یا آب باران در بخش مقابل آن قرار داشته باشند. اگر در داخل هواپیما باشیم و زمین مانعی بر سر راه نور نباشد، رنگین کمان را به صورت دایره ی کامل می بینیم.
رنگ های زیبای رنگین کمان را میلیون ها قطره ی ریز کروی به وجود می آورند. در واقع قطره های کروی موجود در ابر یا آب باران در مقابل نور خورشید مانند منشور عمل می کنند. نور پس از ورود به قطره شکسته شده و به رنگ های مختلف تجزیه می شود. با رسیدن به طرف دیگر قطره، بخشی از هر رنگ با شکسته شدن وارد هوا می شود (که نشان داده نشده است) و بخشی از نور بازتاب پیدا می کند و پس از رسیدن به سطح پایینی قطره شکسته شده و وارد هوا می شود. در واقع دو شکست و یک بازتاب پدیده ی رنگین کمان یا رنگین کمان اصلی را بوجود می آورد. ماکزیمم زاویه ی بین پرتوهای ورودی و خروجی ۴۲ درجه است.
اغلب کمان ثانویه ی بزرگتری را می توان دید که ترتیب رنگ هایش وارون شده اند که ناشی از دو شکست و دو بازتاب در قطره های باران است.
@physics_ir
طبق اصل کمترین زمان فرما نور برای رفتن از نقطه ای به نقطه ی دیگر از تمام مسیرهای ممکن، در مسیری حرکت می کند که دارای کوتاهترین زمان است.
برای درک این مطلب یک مثال می توان زد.
فرض کنید شخصی بخواهد از نقطه ی A در خشکی به نقطه ی B در مسیری پر از آب برود. می دانیم که حرکت در خشکی سریع تر از حرکت در آب است. بنابر وقتی شخص مسیر مستقیم را انتخاب کند (AOB) در واقع زمان بیشتری را در آب باید طی کند و این باعث می شود شخص دیرتر به هدف برسد. اما اگر مسیر طولانی تری را در خشکی و مسیر کمتری را در آب (ACB) انتخاب کند، آنگاه زمان کمتری را در آب تلف می کند و سریع تر به هدف می رسد. پس مسیر مستقیم همیشه کوتاهترین مسیر نیست.
این مثال قانون شکست را نیز توجیه می کند. نور در گذر از محیطی به محیط دیگر خم می شود.
حال می توان به این سوال پاسخ داد.
چرا هنگام تماشای غروب خورشید، تا چند دقیقه پس از پایین رفتن خورشید زیر خط افق باز هم آن را می بینیم؟
طبق اصل کمترین زمان فرما نور برای رفتن از نقطه ای به نقطه ی دیگر از تمام مسیرهای ممکن، در مسیری حرکت می کند که دارای کوتاهترین زمان است.
برای درک این مطلب یک مثال می توان زد.
فرض کنید شخصی بخواهد از نقطه ی A در خشکی به نقطه ی B در مسیری پر از آب برود. می دانیم که حرکت در خشکی سریع تر از حرکت در آب است. بنابر وقتی شخص مسیر مستقیم را انتخاب کند (AOB) در واقع زمان بیشتری را در آب باید طی کند و این باعث می شود شخص دیرتر به هدف برسد. اما اگر مسیر طولانی تری را در خشکی و مسیر کمتری را در آب (ACB) انتخاب کند، آنگاه زمان کمتری را در آب تلف می کند و سریع تر به هدف می رسد. پس مسیر مستقیم همیشه کوتاهترین مسیر نیست.
این مثال قانون شکست را نیز توجیه می کند. نور در گذر از محیطی به محیط دیگر خم می شود.
حال می توان به این سوال پاسخ داد.
چرا هنگام تماشای غروب خورشید، تا چند دقیقه پس از پایین رفتن خورشید زیر خط افق باز هم آن را می بینیم؟