شماره راهنما :
2151 دكتري
پديد آورنده :
شريفيان، محمّد
عنوان :
بررسي جنبه‌هاي كوانتومي ماده تاريك و امواج گرانشي با استفاده از اندازه‌گيري دقيق كوانتومي
گرايش تحصيلي :
ذرات بنيادي و نظريه ميدان‌ها
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
نه، 135ص : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
اكسيون , امواج گرانشي چلانده , فناوري‌هاي كوانتومي , نور چلانده , تداخل‌سنج اتمي , واهمدوسي
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/10/17
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/10/23
چكيده فارسي :
با توجه به پيشرفت‌هاي اخير در فناوري‌هاي كوانتومي، اندازه‌گيري با استفاده از چنين ابزارهايي به علت دقت بالا و قابليت اطمينان، روشي مناسب براي اندازه‌گيري‌هاي بنيادي است. در اين پژوهش، ابتدا به بررسي اكسيون (به عنوان مهم‌ترين ذره كانديداي ماده تاريك) و امواج گرانشي پرداخته و سپس فناوري‌هاي كوانتومي به كار رفته در فيزيك ذرات بنيادي را بررسي مي‌كنيم. در ادامه، با استفاده از فناوري‌هاي نوظهور كوانتومي سعي در بررسي جنبه‌هاي كوانتومي امواج گرانشي و نيز كاوش اكسيون داريم. به منظور آشكارسازي اكسيون به‌وسيله كاواك اپتيكي با محاسبات دقيق نشان مي‌دهيم كه تأثير ذرات شبه اكسيوني مجازي بر روي فوتون در حضور ميدان مغناطيسي متناوب (زماني يا مكاني) به صورت تغيير فاز فوتون خواهد بود و تناوب ميدان مغناطيسي، اين تغيير فاز را بهبود مي‌بخشد. به علاوه، استفاده از نور چلانده باعث خواهد شد كه تغييرات فاز با دقت بالاتري اندازه‌گيري شود. ضمناً، ميدان مغناطيسي متناوب را مي‌توان در اطراف ستاره نوتروني نيز يافت كه باعث پيشنهاد ما براي بررسي قطبش دايروي در نور گذر كرده از كنار ستاره نوتروني شده است. همچنين، نشان مي‌دهيم كه براي آشكارسازي چلاندگي در امواچ گرانشي مي‌توان از برهمنهي مكاني ايجاد شده در تداخل‌سنج‌هاي اتمي كوانتومي كه دقت بسيار بالايي دارند استفاده نمود. در اين راستا برهمكنش امواج گرانشي چلانده با ذرات جرمدار و ذرات فرميوني درون برهمنهي تداخل‌سنج‌هاي اتمي را مورد مطالعه قرار داده و حداقل شدت چلاندگي امواج گرانشي براي ايجاد واهمدوسي در اين سامانه‌ها را به دست مي‌آوريم.
چكيده انگليسي :
Regarding the recent progress in quantum technologies, doing a measurement using these technologies is a suitable choice for fundamental measurements due to their high precision and robustness. In this thesis, first, we study axion (the most promising candidate of dark matter) and gravitational waves, then delve into the quantum technologies used in elementary particle physics. After that, using advent quantum technologies we study the quantum feature of gravitational waves (squeezing) and also try to probe axion. In order to probe axion using optical cavities we show with exact calculations that the effect of virtual axion-like particles on photons in the presence of a periodic magnetic field results in a phase deviation on photons and the periodicity of the magnetic field enhances this phase deviation. Furthermore, using squeezed light in the cavity leads to more precise and more sensitive measurements. In addition, the periodic magnetic field exists near the neutron stars which leads us to suggest probing circular polarization of the light which has passed near a neutron star. Furthermore, we show that having a spatial superposition using an atom interferometer and using their accuracy gives the capability to probe the squeezing parameter of gravitational waves. In this manner, the interaction of squeezed gravitational waves with generally massive and spin-1/2 particles inside an atom interferometer is studied and the minimum squeezing strength of the gravitational waves for making a decoherence effect in these systems is obtained.
keywords: axion, squeezed gravitational waves.
استاد راهنما :
مسلم زارعي , مهدي عبدي
استاد مشاور :
صديقه سجاديان
استاد داور :
بهروز ميرزا , مجتبي محمدي نجف آبادي , حميدرضا محمدي
