پديد آورنده :
نجفي استمرز، كميل
عنوان :
حسگري تغييرات گرانش با استفاده از سيستم هاي مگنونيك
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
ذرات بنيادي و نظريه ميدان ها
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، 108 ص.:
توصيفگر ها :
حسگر هاي كوانتومي , مگنون , كوانتوم , ميدان هاي گرانشي , امواج گرانشي , اسپين
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/10/06
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/10/24
چكيده فارسي :
در اين پاياننامه، به بررسي امكان استفاده از سيستمهاي مگنونيك براي آشكارسازي تغييرات گرانشي پرداختهايم. ابتدا مباني نظري فيزيك مواد مغناطيسي و مگنونها را مرور كرده و سپس به معرفي مدلي براي برهمكنش ميدان گرانشي با سيستمهاي فرومغناطيس پرداختهايم. اين مدل بر پايه تبديل پريماكوف، تقريب موج اسپيني و در نظر گرفتن نويزهاي محيطي توسعه يافته است. در ادامه، با استخراج هاميلتوني مؤثر سامانه، رفتار ديناميكي آن را تحت تأثير گراديان گرانشي تحليل كرده و پاسخ طيفي سيستم را به ميدانهاي ورودي محاسبه نموديم. نتايج عددي نشان ميدهد كه در حضور گراديان گرانشي، فركانس تشديد مگنونها بهطور قابل توجهي جابجا شده و ميتوان از اين پديده براي طراحي گراويتيسنسور بهره برد. همچنين، پيشنهاداتي براي چيدمان تجربي جهت پيادهسازي اين سامانه در آزمايشگاه ارائه شده است. حساسيت اين سامانه با نمونههاي ديگر مقايسه و مزاياي استفاده از مگنونها در حسگري كوانتومي مورد بحث قرار گرفته است. در نهايت، افقهاي آينده اين حوزه مانند استفاده از درهمتنيدگي، نور فشرده و شبكههاي كوانتومي براي افزايش دقت حسگري مطرح شدهاند.
چكيده انگليسي :
In this thesis, we explore the potential of magnonic systems for detecting gravitational variations. We begin by reviewing the theoretical foundations of magnetic materials and magnons, followed by constructing a model that describes the interaction between gravitational fields and ferromagnetic systems. Using the Holstein–Primakoff transformation, the spin-wave approximation, and environmental noise considerations, we derive the systemʹs effective Hamiltonian. The dynamical behavior under a gravitational gradient is analyzed, and the spectral response of the system to input fields is computed. Numerical results show that in the presence of a gravitational gradient, the resonance frequency of magnons shifts noticeably, which can be exploited for gravity sensing. A proposed experimental setup is presented for laboratory implementation. The sensitivity of this system is compared to other gravimeters, highlighting the advantages of magnons in quantum sensing. Finally, future directions such as using entanglement, squeezed light, and quantum networks to enhance sensitivity are discussed.
استاد راهنما :
مسلم زارعي
استاد مشاور :
فرهاد شهبازي دستجرده
استاد داور :
مهدي عبدي , حامد بخشيان