Quantum 1/f brus

Kvant 1/f brus är en inneboende och grundläggande del av kvantmekaniken . Jaktpiloter, fotografer och forskare uppskattar alla den högre kvaliteten på bilder och signaler som är resultatet av övervägandet av kvant 1/f-brus. Ingenjörer har kämpat mot oönskat 1/f-ljud sedan 1925 och gett det poetiska namn (som flimmerljud, funkelrauschen, bruit de scintillation, etc.) på grund av dess mystiska natur. Quantum 1/f-brusteorin utvecklades cirka 50 år senare, och beskrev karaktären av 1/f-brus, så att det kan förklaras och beräknas via enkla tekniska formler. Det möjliggör optimering med låg ljudnivå av material, enheter och system för de flesta högteknologiska tillämpningar inom modern industri och vetenskap. Teorin inkluderar de konventionella och koherenta kvant-1/f-effekterna (Q1/fE). Båda effekterna kombineras i en generell teknisk formel och finns i Q1/f-brus, som i sig är det mesta av grundläggande 1/f-brus. Det senare definieras som resultatet av den samtidiga närvaron av olinjäritet och en viss typ av homogenitet i ett system, och kan vara kvant eller klassisk.

Den konventionella Q1/fE representerar 1/f-fluktuationer orsakade av bremsstrahlung , dekoherens och interferens i spridningen av laddade partiklar från varandra, i tunnling eller i någon annan process inom fasta tillståndets fysik och i allmänhet.

Andra bullerdatauppsättningar

Det har också nyligen hävdats att 1/f-brus har setts i högre ordnade självbyggande funktioner, såväl som i komplexa system, både biologiska, kemiska och fysikaliska. ^{[ citat behövs ]}

Teorin

Den grundläggande härledningen av kvant 1/f gjordes av Peter Handel, en teoretisk fysiker vid University of Missouri–St. Louis och publicerades i Physical Review A i augusti 1980.

Flera hundra artiklar har publicerats av många författare om Händels kvantteori om 1/f-brus, vilket är en ny aspekt av kvantmekaniken. De verifierade, tillämpade och vidareutvecklade quantum 1/f brusformlerna. Aldert van der Ziel , nestor för det elektroniska brusfältet, verifierade och använde det i många enheter och system, tillsammans med dussintals av hans doktorander. Det beskrivs i den sista av hans 12 böcker: "Noise in electronic devices and circuits" publicerad av Wiley 1986. Han uppdaterade och generaliserade också många verifikationer, praktiska tillämpningar, etc., i sin auktoritativa recension från 1988 "Unified Description of 1/ f Noise" i Proceedings of IEEE .

Förnekande av teorin

1986 och 1987, två oberoende grupper av teoretiker inom området, Group-1: Theo Nieuwenhuizen, Daan Frenkel och Nico G. van Kampen ; Grupp-2: Laszlo B. Kish och Peter Heszler ; drog slutsatsen att Händels teori som förklarade kvant 1/f-effekten var felaktig av både fysiska och matematiska skäl. Kort därefter inkluderades en oberoende uppsättning argument som visar att "quantum 1/f-brus"-förklaringen av elektroniskt 1/f-brus verkligen var felaktig i en standardöversiktsartikel om 1/f-brus av Michael Weissman. Nieuwenhuizen, et al., konstaterar i avslutningen av sin artikel, "Eftersom den teoretiska grunden för Händels kvantteori om 1/f-brus verkar saknas, måste vi dra slutsatsen att överenskommelsen med experiment är slumpmässig" och på detta sätt, de indikerar att några av de publicerade experimentella resultaten är misstänkta. Även om det har gjorts försök att besvara några av invändningarna mot Händels teori, anses kvant 1/f-brus vara en obefintlig effekt av majoriteten av forskare som är bekanta med dess teori. ^{[ citat behövs ]} Svårigheten är att här kräver en bedömning baserad på grundläggande vetenskap kunskap om kvantelektrodynamik, men de flesta av bullerforskare är fasta tillståndsfysiker eller ingenjörer. Science citation index visar över 20 tusen artiklar årligen med nyckelord "brus" och/eller "fluktuation". Ovannämnda relevanta experters uppfattning inom bullerområdet är att tills publiceringstakten för den obefintliga kvant-1/f-bruseffekten stannar runt 1 papper/år är det mer ekonomiskt att hänvisa till de gamla förnekelserna än att skriva upp nya avslag.

Se även

Vidare läsning

För mer om Quantum 1/f-brus, se:

Handel, Peter H. (1975-06-16). "1/f Noise-Ett "infrarött" fenomen". Fysiska granskningsbrev . American Physical Society (APS). 34 (24): 1492–1495. doi : 10.1103/physrevlett.34.1492 . ISSN 0031-9007 .
Handel, Peter H. (1975-06-16). "Natur av 1/f-fasbrus". Fysiska granskningsbrev . American Physical Society (APS). 34 (24): 1495–1498. doi : 10.1103/physrevlett.34.1495 . ISSN 0031-9007 .
Handel, Peter H. (1975). "1/f Makroskopiska kvantfluktuationer av elektriska strömmar på grund av Bremsstrahlung med infraröda strålningskorrigeringar" ( PDF) . Zeitschrift für Naturforschung . 30a (9): 1201. doi : 10.1515/zna-1975-0915 . S2CID 123012715 .

För den koherenta quantum 1/f-effekten, se:

Handel, Peter H. (1996-03-01). "Koherent och konventionell kvant 1/f-effekt". Physica Status Solidi B . Wiley. 194 (1): 393–409. doi : 10.1002/pssb.2221940133 . ISSN 0370-1972 .
PH Handel: "Derivation of the Quantum 1/f Effect in Devices", IEEE Trans. på Elektr. Devices (1994), inlämnad för publicering.
Handel, PH; Tournier, A.; Henning, B. (2005). "Quantum 1/f-effekt i resonanta biokemiska piezoelektriska och MEMS-sensorer". IEEE-transaktioner på ultraljud, ferroelektrik och frekvenskontroll . Institutet för el- och elektronikingenjörer (IEEE). 52 (9): 1461–1467. doi : 10.1109/tuffc.2005.1516017 . ISSN 0885-3010 . PMID 16285443 . S2CID 42681846 .