پژوهش های نوین فیزیک

---

مدل های آمیخته خطی تعمیم یافته فضایی معمولا برای مدل بندی پاسخ فضایی گسسته به کار می روند، که در آنها ساختار همبستگی فضایی دادهها از طریق متغیرهای پنهان در نظر گرفته می شود. مسئله مهم در این مدلها برآورد متغیرهای پنهان فضایی در موقعیتهای دارای مشاهده پاسخ و پارامترهای مدل و در نهایت پیشگویی متغیرهای پنهان در موقعیتهای فاقد مشاهده است. در این راستا اغلب کاربران برای سهولت توزیع نرمال را برای متغیرهای پنهان در نظر می گیرند. اگرچه این فرض باعث سهولت محاسبات می شود، اما گاهی در عمل محیا نیست، یا به دلیل پنهان بودن بررسی آن میسر نمی باشد. لذا در این مقاله استفاده از توزیع چوله نرمال بسته که در حالت خاص شامل توزیع نرمال است و تحت حاشیه سازی، شرطی کردن و تبدیلات خطی بسته می باشد، برای متغیرهای پنهان پیشنهاد می شود. در این مدلها تابع درستنمایی فرم بسته ای ندارد و به دست آوردن برآوردهای ماکسیمم درستنمایی پارامترها به راحتی امکان پذیر نیست. در این مقاله الگوریتمی تقریبی برای برآورد ماکسیمم درستنمایی پارامترهای مدل و پیشگوی تقریبی متغیرهای پنهان ارائه می شود، که در مقایسه با روشهای موجود بسیار سریعتر است. اعتبار مدل و الگوریتم پیشنهادی در یک مطالعه شبیه سازی مورد بررسی قرار می گیرد.

---

در این مقاله سه نوع از مسائل معکوس سهموی از نوع هدایت گرمایی و تشعشع گرمایی به روش تجزیه آدومیان بررسی می شود و برای حل این نوع مسائل معکوس از یک شرط فوق ¬اضافی در یک نقطه داخلی ناحیه مفروض مسأله استفاده می شود. این روش با سرعت همگرایی بالا، تقریب عددی از جواب دقیق مسأله بدون نیاز به خطی¬سازی یا گسسته سازی می¬دهد. در واقع روش تجزیه آدومیان، نیاز به حل کردن هر سیستم خطی یا غیرخطی از معادلات جبری را از بین می¬برد. نتایج عددی به دست آمده از این روش حاکی از دقت و سرعت بالای این روش است

---

آلودگی‌های نفتی ناشی از مصرف روزافزون نفت در زندگی بشر، تأثیرات مختلفی را روی اکوسیستم‌های آبی و خاکی و نیز میکروفلور آن‌ها گذاشته است. در این تحقیق، تنوع فیزیولوژیکی سویه‌های فلور سیانوباکتریای جدا شده از مناطق آلوده و غیرآلوده به مواد نفتی با استفاده از عوامل میزان کلروفیل، فیکوبیلی ‌پروتئین‌ها، میزان فتوسنتز و میزان رشد آزمایش شد. بدین‌منظور سویه‌های مختلف سیانوباکتریایی از مناطق آلوده و غیرآلوده جدا و خالص شدند. سویه‌های خالص شده در محیط مایع مناسب کشت شد و در فاز لگاریتمی آزمایش شدند. میزان کلروفیل و فیکوبیلی پروتئین‌ها از روش جذب نوری، مقدار فتوسنتز با کمک دستگاه اکسی‌ویو و مقدار رشد با محاسبۀ وزن خشک سنجیده شد. مقدار کلروفیل و فتوسنتز در شرایط یک‌سان آزمایشگاهی در سویه‌های مناطق آلوده به‌طور معنی‌داری نسبت به سویه‌های مناطق غیرآلوده کم‌تر بود. با وجود این، سویه‌های مناطق آلوده میزان رشد بیش‌تری نسبت به سویه‌های غیرآلوده نشان دادند و این تفاوت معنی‌دار است. هم‌چنین تفاوت معنی‌داری بین رنگیزه‌های فیکوبیلی ‌پروتئینی در دو گروه مشاهده نشد. به‌طور کلی، نتایج نشان می‌دهد که سویه‌های سیانوباکتریایی جدا شده از مناطق آلوده به نفت با افزایش زیست تودۀ خود، آسیب ناشی از کاهش مقدار فتوسنتز و کلروفیل ناشی از تنش نفت را جبران کرده و در مقابل این تنش مقاومت می‌کنند. این پاسخ منجر به تغییر فلورسیانوباکتریایی به‌سمت سویه‌های مقاوم و میکسوتروف است که علاوه بر فتوسنتز قادر به استفاده از هیدروکربن‌های نفتی به‌عنوان منبع انرژی است و در نتیجه با غلبه بر افت انرژی ناشی از کاهش فتوسنتز و حتی افزایش بهره‌وری کسب انرژی نسبت به گونه‌های مناطق غیرآلوده، انرژی لازم برای رشد و گسترش خود را فراهم سازند.

---

آلکالوئیدها گروه بزرگی از ترکیبات هستند که فعالیت­های شیمیایی، زیستی و فیزیولوژیکی دارند. ترب‌شیر¹ گیاهی است متعلق به تیرۀ شیرپنجه² که منبعی غنی از آلکالوئید است. در پژوهش حاضر، محتوای آلکالوئید تام غدد زیرزمینی ترب‌شیر³ از مریوان و سنندج و ترب‌شیر صغیر⁴ از سنندج و نقده به‌روش اسپکتروفتومتری، براساس واکنش آلکالوئید با محلول بروموکرزول سبز، بررسی شد. هم‌چنین اثر برخی مشخصات خاک منطقه رویش مانند pH خاک، نیتروژن کل، پتاسیم و نوع بافت خاک، ارتفاع منطقه و نیز محتوای نیترات غدد زیرزمینی، بر روی محتوای آلکالوئید تام سنجیده شد. نتایج حاصل از آنالیز داده­ها نشان داد که تفاوت معنی­داری بین محتوای آلکالوئید تام ترب‌شیر جمعیت مریوان (18/1±12/27 میلی‌گرم بر گرم وزن خشک) و سنندج (77/0±42/17 میلی‌گرم بر گرم وزن خشک) و نیز محتوای آلکالوئید تامترب‌شیر صغیر جمعیت سنندج (655/0±38/15 میلی‌گرم بر گرم وزن خشک) و نقده (227/0±4/7 میلی‌گرم بر گرم وزن خشک) وجود دارد. هم‌چنین بین گونه­های مناطق مختلف به‌غیر از ترب‌شیرجمعیت سنندج (77/0±42/17 میلی‌گرم بر گرم وزن خشک) و ترب‌شیر صغیرجمعیت سنندج (655/0±38/15 میلی‌گرم بر گرم وزن خشک) تفاوت معنی‌داری مشاهده شد. نتایج نشان داد که محتوای نیترات در گونۀ ترب‌شیر صغیربیش‌تر از میزان آن در ترب‌شیر است. بررسی نمونه­های خاک مناطق نشان داد که بافت خاک در منطقۀ سنندج (ترب‌شیر صغیر) شنی- لومی و در سایر مناطق لومی- رسی بود. خاک همه مناطق از نظر pH، قلیایی ضعیف تشخیص داده شد. نتایج حاصل از بررسی اثر مشخصات خاک منطقۀ رویش بر روی محتوای آلکالوئید تام نشان داد که برخی عوامل بر روی محتوای آلکالوئید تام در جنس ترب‌شیر تأثیر می‌گذارند. به این صورت که، با افزایش مقدار نیتروژن کل، پتاسیم خاک و محتوای نیترات گیاه، مقدار آلکالوئید تام کاهش می­یابد. در حالی­که تأثیر اسیدیته، بافت خاک و ارتفاع منطقه بر محتوای آلکالوئید تام در سطح احتمال 5 درصد معنی­دار نبود.

---

برای مدل‌بندی پاسخ‌های فضایی گسسته معمولا از مدل‌های آمیخته خطی تعمیم‌یافته فضایی استفاده می شود، که در آن‌ها ساختار همبستگی فضایی داده‌ها از طریق متغیرهای پنهان با توزیع نرمال در نظر گرفته می‌شود. یک مسئله مهم در این مدل ها پیشگویی متغیرهای پنهان در موقعیت های فاقد مشاهده است، که مستلزم برآورد پارامترهای مدل و متغیرهای پنهان در موقعیت های دارای مشاهده پاسخ می باشد. به‌دلیل وجود متغیرهای پنهان و ناگاوسی بودن متغیرهای پاسخ فضایی، در این مدل ها تابع درستنمایی فرم بسته‌ای ندارد و برآوردها به راحتی میسر نیست. در این مقاله الگوریتمی جدید برای برآورد پارامترهای مدل و پیشگویی‌ها معرفی شده است، که از سرعت بسیار بالاتری نسبت به روش‌های موجود برخوردار است. این الگوریتم از ترکیب روش ماکسیمم شبه درستنمایی، الگوریتم گرادیانت ماکسیمم سازی امید ریاضی و یک روش تقریبی به‌دست آورده شده است. در یک مطالعه شبیه‌سازی کارایی و دقت الگوریتم مذکور مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت تعداد روزهای دارای بارندگی ثبت شده در ایستگاه های هواشناسی استان سمنان در سال 1391 با استفاده از مدل و الگوریتم ارائه شده تحلیل شده است.

---

در چند دهه‌ی اخیر حل مسائل کنترل بهینه با قید مشتقات جز‌ئی به طور وسیعی مورد توجه قرار گرفته است. این نوع مسائل بسیار پیچیده بوده و حل عددی آنها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این مقاله به حل مساله کنترل بهینه با قید مشتقات بیضوی می‌پردازیم. ابتدا با استفاده از روش اجزای محدود شکل گسسته‌ی مساله را به دست می‌آوریم، مساله گسسته به دست آمده یک مساله بهینه‌سازی مقید در ابعاد بزرگ است. حل این مساله بهینه‌سازی با روش‌های معمول دشوار و نیازمند زمان و حافظه‌ی کامپیوتری زیادی است. اما روش برگمن مجزا با تبدیل مساله مقید به مساله‌ای نامقید در همان بعد در زمان و حافظه لازم صرفه‌جویی می‌کند. ما این مساله را با روش تکراری برگمن مجزا حل می کنیم و در مثال‌هایی که می‌آوریم سرعت و دقت روش تکراری برگمن مجزا را در حل این نوع از مسائل نشان می‌دهیم. ما همچنین از روش SQP برای حل مساله و مقایسه با روش برگمن مجزا استفاده کرده‌ایم.

---

عصاره متانولی برگ و پیاز گونه آلیوم آمپله­پرازوم (آلیاسه) جهت آنالیز محتوای ترکیبات فنلی و پتانسیل آنتی­اکسیدانی و نیز خواص ضدباکتریایی مورد مطالعه قرار گرفت. جهت سنجش فعالیت آنتی­اکسیدانی از دو روش بیوشیمیایی جاروب­کنندگی رادیکال آزاد DPPH و سیستم لینولئیک اسید/ بتا کاروتن استفاده شد و جهت اندازه­گیری محتوای فنل و فلاونوئید کل، به ترتیب از روش­های فولین- سیوکالتو و کلرید آلومینیم استفاده شد. نتایج حاصل نشان داد که عصاره­ دو بخش مورد مطالعه از نظر محتوای ترکیبات فنلی متفاوت بوده و در سیستم DPPH فعالیت آنتی­اکسیدانی کمتری از اسید آسکوربیک اسید و BHT به عنوان آنتی­اکسیدان­های سنتزی نشان دادند. ارزیابی فعالیت ضدباکتریایی نشان داد که عصاره پیاز گونه مورد مطالعه در غلظت 100 میلی­گرم در لیتر، در ممانعت از رشد باکتری­های هموفیلوس انفلوانزا و  باسیلوس سرئوس و عصاره برگ آن در همین غلظت، در ممانعت از رشد باکتری­ باسیلوس سرئوسموثرتر بودند. بنابر نتایج حاصل عصاره گونه مورد مطالعه فعالیت آنتی­اکسیدانی قابل­توجهی نشان داده و می­تواند بعنوان یک مکمل دارویی جدید در آینده مورد استفاده قرار گیرد

---

روشی جدید برای پیدا کردن پارامتر بهینه در روش منظم­سازی TSVD این است که از رسم منحنی بر حسب نرم مانده استفاده می­کند ]5[. چون منظم­سازی TSVD روشی با پارامتر منظم­سازی گسسته است از این رو، این منحنی هم منحنی گسسته است. در این مقاله با بیان تجزیه و تحلیل ریاضی نشان داده می­شود رفتار این منحنی L-شکل است و مانند روش L-­­منحنی کلاسیک نقطه گوشه این منحنی نیز می­تواند متناظر با پارامتر منظم‌ساز بهینه باشد. برای پیدا کردن نقطۀ گوشه -Lمنحنی (پارامتر بهینه) از دو روش پرونینگ[1] و ترینینگ[2] استفاده می­کنیم. نتایج عددی نشان می‌دهد این منحنی بهتر از L-منحنی کلاسیک عمل می‌کند



^*نویسنده مسئول        alireza_keshvari@yahoo.com
[1]. pruning


[2]. triangle