Disparo
El ruido de disparo o ruido de Poisson es un tipo de ruido que se puede modelar mediante un proceso de Poisson . En electrónica, el ruido de disparo se origina en la naturaleza discreta de la carga eléctrica. El ruido de disparo también ocurre en el conteo de fotones en dispositivos ópticos, donde el ruido de disparo está asociado con la naturaleza de las partículas de la luz.
En un experimento estadístico , como lanzar una moneda al aire y contar las apariciones de cara y cruz, el número de caras y cruces después de muchos lanzamientos diferirá solo en un pequeño porcentaje, mientras que después de solo unos pocos lanzamientos los resultados serán con un exceso significativo de cara sobre cruz o viceversa son comunes; si un experimento con unos cuantos lanzamientos se repite una y otra vez, los resultados variarán mucho. A partir de la ley de los grandes números , se puede demostrar que las fluctuaciones relativas se reducen como la raíz cuadrada recíproca del número de lanzamientos, un resultado válido para todas las fluctuaciones estadísticas, incluido el ruido de los disparos.
El ruido de disparo existe porque fenómenos como la luz y la corriente eléctrica consisten en el movimiento de "paquetes" discretos (también llamados "cuantificados"). Considere la luz, una corriente de fotones discretos, que sale de un puntero láser y golpea una pared para crear un punto visible. Los procesos físicos fundamentales que gobiernan la emisión de luz son tales que estos fotones son emitidos por el láser en momentos aleatorios; pero los miles de millones de fotones necesarios para crear una mancha son tantos que el brillo, el número de fotones por unidad de tiempo, varía solo infinitesimalmente con el tiempo. Sin embargo, si el brillo del láser se reduce hasta que solo un puñado de fotones golpean la pared cada segundo, las fluctuaciones relativas en el número de fotones, es decir, el brillo, serán significativas, como cuando se lanza una moneda varias veces. Estas fluctuaciones son ruido de tiro.
El concepto de ruido de disparo fue introducido por primera vez en 1918 por Walter Schottky , quien estudió las fluctuaciones de corriente en los tubos de vacío . [1]
El ruido de disparo puede ser dominante cuando el número finito de partículas que transportan energía (como electrones en un circuito electrónico o fotones en un dispositivo óptico) es lo suficientemente pequeño como para que las incertidumbres debidas a la distribución de Poisson , que describe la ocurrencia de eventos aleatorios independientes, son de importancia. Es importante en electrónica , telecomunicaciones , detección óptica y física fundamental .
El término también se puede utilizar para describir cualquier fuente de ruido, aunque sea puramente matemática, de origen similar. Por ejemplo, las simulaciones de partículas pueden producir una cierta cantidad de "ruido", donde debido a la pequeña cantidad de partículas simuladas, la simulación muestra fluctuaciones estadísticas indebidas que no reflejan el sistema del mundo real. La magnitud del ruido de disparo aumenta según la raíz cuadrada del número esperado de eventos, como la corriente eléctrica o la intensidad de la luz. Pero dado que la fuerza de la señal en sí aumenta más rápidamente, la proporción relativa de ruido de disparo disminuye y la relación señal-ruido(considerando solo el ruido de disparo) aumenta de todos modos. Por lo tanto, el ruido de disparo se observa con mayor frecuencia con corrientes pequeñas o intensidades de luz bajas que han sido amplificadas.
