Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi

Rosen-Morse Kuantum Kuyusunun Safsızlıkla İlgili Doğrusal Olmayan Optik Özellikleri

A. Türkoğlu

Published Dec 16, 2021• 0 citations

Abstract

Bu çalışmada, dış statik elektrik ve manyetik alanın Rosen-Morse kuantum kuyusundaki temel durumla ilişkili hidrojenik donor safsızlık atomunun bağlanma enerjisi üzerindeki etkisi teorik olarak etkin kütle yaklaşımında varyasyonel bir yöntem kullanılarak araştırılmıştır. Bu yapıdaki safsızlıkla ilişkili doğrusal olmayan optik özellikler, kompakt yoğunluklu matris yaklaşımı kullanılarak hesaplanmıştır. Doğrusal olmayan optik özelliklerin sayısal sonuçları, merkezi donor safsızlığı için statik elektrik ve manyetik alanın iki farklı değeri için gelen foton enerjisinin fonksiyonları olarak sunulmuştur. Ayrıca, hidrojenik donorsafsızlığının bağlanma enerjisi, statik elektrik ve manyetik alanın bir fonksiyonu olarak gösterilmiştir. Sonuç olarak, yapının doğrusal olmayan optik özelliklerinin, donor atomunun varlığından ve statik elektrik ve manyetik alanların büyüklüğünden önemli ölçüde etkilendiği bulunmuştur.

DOI: 10.35193/bseufbd.907023

Related papers

Altıgen Bor Nitrür Kusur Merkezlerinden Elde Edilen Tek-fotonlar ile Kuantum Kriptoloji

Kıvanç Uyanık, Görkem Mutlu, Özgür Çakır +1 more

Kuantum anahtar dağıtımı (KAD) kuantum mekaniğinin temel yasalarına dayalı güvenli bilgi teknolojileri kapsamında önerilmiş birçok uygulama arasında pratik kullanıma en yakın olanıdır. KAD iki kullanıcı arasında güvenli bilgi paylaşımı için kullanılan anahtarın üretilmesini ve dağıtılmasını sağlar. KAD sistemlerinin çalışma prensibinin ve sağladığı güvenliğin temelinde anahtarın tek fotonlar üzerinden kullanıcılar arasında dağıtılması vardır. Bu sebeple, verimli tek foton kaynakları KAD sistemleri için kritik öneme sahiptir. Literatürde farklı tek-foton kaynakları ile KAD gösterimleri mevcuttur ancak elde edilen anahtar üretim oranları ve güvenlik seviyeleri tek-foton kaynaklarının performanslarından kaynaklanan sebeplerle istenilen değerlere ulaşamamıştır. Bu sebeple, özellikle oda sıcaklığında ışıyan verimli tek-foton kaynaklarına yönelik araştırmalar yoğun bir şekilde devam etmektedir. Bu projede alternatif olarak son zamanlarda popüler olan altigen bor nitrür (hBN) içerisindeki kusur merkezleri KAD için tek-foton kaynağı olarak çalışıldı. HBN bilinen diğer iki boyutlu malzemelerden farklı olarak sahip olduğu geniş bant aralığı sayesinde (~5.5 eV) farklı enerji değerlerine sahip kusur merkezleri barındırır. Böylece, mor-ötesinden görünür bölgeye kadar olan geniş bir spektrumda tek-foton ışıması elde edilebilir. Ayrıca, hBN kusur merkezlerinden elde edilen tek-foton ışımasını 800 K gibi çok yüksek sıcaklıklarda da gözlemlemek mümkündür. Bütün bu özellikleri nedeniyle hBN malzemesinin kuantum bilgi teknolojileri, metroloji ve sensör teknolojileri gibi farklı alanlarda ve farklı ortam koşullarında kullanılabileceği düşünülmektedir. Bu proje kapsamında hBN içerisindeki kusur merkezlerinden elde edilen sıfır-fonon çizgisi (ZPL) ışımasının kuantum optik özelliklerinin incelendi ve bu yapılar ile ilk defa B92 protokolüne dayalı açık-hava KAD gösterimi yapıldı.

Jan 1, 20210 citations

Doğrusal kuvantum sistemlerin eniyilemeli denetiminde kritik süreler

Esma Meral, Metin Demіralp

Bu calismada dogrusal yapilandirilmis kuvantum sistemlerin eniyilemeli denetimi uzerine odaklanilmistir. Hareket denklemlerinin olusturumu ve sonra da cozumu uzerinde calismalarda bulunulmustur. Potansiyel taniminda konuma bagimlilikta, bagimsiz degiskenlerin en cok ikinci dereceden olan kuvvetlerinin ya da onlarin ikili carpimlarinin dogrusal birlesimi alinmaktadir. Bu yapilar, sonunda birinci basamaktan siradan turevli bir denklem takimiyla tanimlanabilen duruma getirilebilmektedir. Bu denklem takiminda bagimsiz degisken zaman parametresi olmakta ve degeri 0 ile etkilesme suresini gosteren T degeri arasinda degisebilmektedir. Denklem takimina eslik eden kosullarin yarisi etkilesimin basinda diger yarisi ise sonunda verildiginden “Zamanda Sinir Deger Problemi” nitelikli matematiksel bir yapiyla karsilasilmaktadir. Calisma dalga fonksiyonu ile esduzey fonksiyonunu degil, ozellikle, dis alan genligi ile sapma parametresinin belirlenmesini amaclamaktadir. Denklemlerin yapilarinin elvermesinden yararlanarak, sadece zamana bagimli olan ve aslinda herbiri ya bir beklenen deger ya da dalga fonksiyonunun tanimladigi duzey ile esduzey fonksiyonunun tanimladigi duzey arasinda gecis degeri olan bilinmeyenler uzerinde siradan turevli denklem takimlari olusturmak amaclanmis ve basarilmistir. Denklem takiminin olusturulmasi butunuyle ozgun olarak uretilmis bulunmaktadir. Incelenen durumlardaki dogrusal yapilandirim, elde edilen siradan turevli denklemlerin de dogrusal yapili olmasina olanak saglamistir. Sinir degerli bu denklemlerin, agirliklarin analitik olmasi durumunda kesin olarak cozumu saglanmis diger durumlar icin onerilen bir saptirim acilimininsa tum parametre degerleri icin yakinsak olacagi gosterilmistir. Eniyilemeli denetimde denetim suresinin cozumun gercekte uygulanabilirligini cok onemli bicimde etkiledigi gosterilmistir. Sayilari sonsuz olabilen kritik denetleme sureleri icin dis alan genliginin ve sapmanin sonsuza gidebildigi bazi denetim surelerinin ise sapmayi sifirlama olanagi verebildigi de gosterilmistir. Anahtar Kelimeler: Kuvantum mekanigi, optimal kontrol, dalga fonksiyonu, harmonik salinici.

İTÜDERGİSİ/dMay 16, 20110 citations

Kuantum Mekaniksel Sıra Değiştirme Bağıntılarının Bir Optik Deneyi Yoluyla Öğretimi

Serkan Akkoyun, A. A. Billur, Murat Bursal

Heisenberg belirsizlik ilkesi ile doğrudan ilişkili olan kuantum mekaniksel sıra değiştirme bağıntıları, öğrencilerin kuantum mekaniğini anlamaları açısından büyük bir öneme sahiptir. Lisans programlarında genellikle teorik olarak verilen, modern fizik ve kuantum fiziği derslerinde kullanılan işlemci formalizmi, çoğu kez soyut olarak kalmakta ve öğrenciler tarafından yeterince anlaşılamamaktadır. Bu çalışma kapsamında, kuantum mekaniksel olguların geometrik optik araçları vasıtasıyla incelenebileceğinden yola çıkılarak sıra değiştirme bağıntılarının deneysel bir yöntem kullanılarak somutlaştırılması ve bu yolla daha kolay ve kalıcı öğrenmelerin sağlanması hedeflenmiştir. Deney içeriği ve matematiksel formalizm, çalışma içerisinde konuyla ilgili referans kitaplarla ilişkilendirilerek açıklanmıştır. Çalışma kapsamında kullanılan deney araçlarının kolay erişilebilir ve ekonomik olmalarına özen gösterilmiştir. Bu deneyin, kuantum fiziği içerikli derslerin verildiği başta fizik, fizik öğretmenliği ve fen bilgisi öğretmenliği programları olmak üzere, ilgili laboratuar uygulamalarında ve teorik dersleri destekleyen gösteri deneyi formatında kullanılabileceği düşünülmektedir.

International Journal of Advances in Engineering and Pure SciencesJan 1, 20142 citations

Lineer olmayan kuantum mekaniğinin temel ilkeleri

DENİZ BARDIZ OKAT

Lineer Kuantum Mekaniği yaklaşık olarak yüzyıllık bir teoridir. Atomik ölçekte fizik yasalarını açıklamak için oluşturulan bu teori bir yüzyıl boyunca oldukça başarılı olmuştur. Bu teori kullanılarak yeni teknolojiler keşfedilmiş, günlük hayatın birçok olanında yaygın olarak kullanılmıştır. Lineer kuantum mekaniği teorisi kendisinden önce geçerli olan klasik fizik teorisi üzerine inşa edilmiş birçok kavramın değişmesine neden olmuştur, bu nedenle felsefede, sosyal bilimlerde yeni akımların oluşmasına neden olmuştur. Bunun yanında fizikte yapılan süperiletkenlik, süperakışkanlık, Bose-Einstein yoğunlaşması gibi bazı deneylerin lineer kuantum mekaniği kullanılarak anlaşılması zordur. Bu gibi deneyleri açıklamak için son yıllarda literatürde lineer olmayan kuantum mekaniği teorisi kullanılması gerektiğini savunan çalışmalar artmaktadır. Bu tezin amacı bu çalışmaları derleyerek lineer olmayan kuantum mekaniğinin temel ilkelerini ortaya koymaktır.

Jan 1, 20120 citations

Zamana bağlı klasik ve kuantum osilatörler ve matematiksel fizikte uygulamaları

Gamze Yapar

Bu çalışmada, doğadaki titreşim hareketini incelemek için fizikte ve uygulamalı bilimlerde önemli bir model olan klasik ve kuantum osilatörler üzerine araştırma yapıldı. Klasik osilatörleri daha detaylı ele almak için sönümlü harmonik osilatör, zorlanmış harmonik osilatör, zorlanmış sönümlü harmonik osilatör, rastgele frekanslı osilatör ve rastgele sönümlemeli harmonik osilatör tek tek incelendi. Daha sonra, son yıllarda tekrar önem kazanan Brown hareketleri konusu ele alındı. Önce, Brown hareketleri konusunda son 20 yılda yapılan çalışmalar Web of Science veri tabanı kullanılarak bibliyografik olarak incelendi. Brown Hareketleri hakkında yapılan çalışmaların yıllara göre dağılımı, çalışmaların yapıldığı ülkelerin sıralaması, hangi alanlarda daha çok çalışma yapıldığı, çalışmaların hangi dergilerde yayınlandığı, konu hakkında yayınlanan yayınların Web of Science indeksi içinde hangi indeksler tarafından tarandığı ve atıf sayıları bakımından ayrıntılı olarak tablolar halinde incelendi. Bu taramalar sonucunda konunun yıl geçtikçe daha önem kazandığı farkedildi. Daha sonra, Brown hareketinde Langevin denklemi ile Brown parçacıklarının ortalamadan sapma miktarı, hareketteki parçacık sayısının çok olması sebebi ile istatistiksel olarak hesaplandı. Sonraki aşamada ise harmonik osilatör modeli ile sapma miktarı hesaplandı ve daha önce bulunan sonuçla karşılaştırıldı. Bulunan sonuç grafik olarak da incelendi. İnceleme sonucunda ortalamadan sapma miktarının sabit bir değere yaklaştığı görüldü. Dalgalanma Sönümlenme eşitliği ile konu ele alındı. Dalgalanmaya sebep olan kuvvet ile sönümlenmeye sebep olan etken arasındaki ilişki incelendi. Dalgalanma ve sönümleme arasındaki denge ilişkisi üzerinde duruldu. En son olarak kütlesi zamanla değişen osilatör modeli Brown hareketlerine uygulandı. Zamanla üstel olarak artan ve en fazla kütle değerinin iki katına kadar sınırlı bir kütle osilatör modeli yardımı ile incelenerek kare hız ortalamasının zamanla nasıl değiştiği incelendi ve sonuçlar grafik olarak ifade edildi. Zamanla kare hız ortalamasının artarak sabit bir değere yaklaştığı görüldü. Elde edilen sonuçlar literatürdeki sonuçlarla karşılaştırıldı.

Jan 1, 20220 citations

Kuantum bilgisayarları ve bazı uygulamalar

Mustafa Şahin

Kuantum bilgisayarları atom ve atom altı parçacıkların davranışlarından yararlanılarak laboratuvar ortamında geliştirilmeye çalışılmaktadır. Bu bilgisayarlar kübit adlandırılan iki seviyeli kuantum mekaniksel sistemleri bilgi depolama ve temel işlem birimi olarak kullanmaktadır. Klasik bitlere göre mümkün olmayan aynı anda iki durumu birden sergileyebilme kübitler için mümkündür ve bu durum hesaplamalarda kullanılabilmektedir. Bu özellik kuantum bilgisayarlara üstün işlem yeteneği kazandırmaktadır. Klonlanamama kübitlerin kopyasının alınmasını engellemekte ve kuantum bilgisayarların doğasına veri güvenliğini katmaktadır. Farklı yeteneklere sahip bu bilgisayarların kullanılabilmesi için programlanması ve neler yapması gerektiği söylenmelidir. Tezimde kuantum bilgisayarların üstün işlem yeteneklerinin kullanılmasına, mevcut kuantum algoritmalarının yazılmasına imkan sağlayan yeni bir kuantum programlama dili geliştirilmiştir.

Jan 1, 20140 citations