El ruido cuántico 1 / f es una parte intrínseca y fundamental de la mecánica cuántica . Los pilotos de combate, fotógrafos y científicos aprecian la mayor calidad de imágenes y señales que resultan de la consideración del ruido cuántico 1 / f. Los ingenieros han luchado contra el ruido 1 / f no deseadodesde 1925, dándole nombres poéticos (como ruido de parpadeo, funkelrauschen, bruit de centelleo, etc.) debido a su naturaleza misteriosa. La teoría del ruido cuántico 1 / f se desarrolló unos 50 años después, describiendo la naturaleza del ruido 1 / f, lo que permite explicarlo y calcularlo mediante fórmulas de ingeniería sencillas. Permite la optimización silenciosa de materiales, dispositivos y sistemas de la mayoría de las aplicaciones de alta tecnología de la industria y la ciencia modernas. La teoría incluye los efectos cuánticos convencionales y coherentes 1 / f (Q1 / fE). Ambos efectos se combinan en una fórmula de ingeniería general y están presentes en el ruido Q1 / f, que es en sí mismo la mayor parte del ruido fundamental 1 / f. Este último se define como el resultado de la presencia simultánea de no linealidad y cierto tipo de homogeneidad en un sistema, y puede ser cuántico o clásico.
El Q1 / fE convencional representa fluctuaciones 1 / f causadas por bremsstrahlung , decoherencia e interferencia en la dispersión de partículas cargadas entre sí, en tunelización o en cualquier otro proceso en la física del estado sólido y en general.
Otros conjuntos de datos de ruido
También se ha afirmado recientemente que se ha observado ruido 1 / f en funciones de autoconstrucción de orden superior, así como en sistemas complejos, tanto biológicos, químicos y físicos. [ cita requerida ]
La teoría
Peter Handel, físico teórico de la Universidad de Missouri-St., Realizó la derivación básica de la cuántica 1 / f . Louis , y publicado en Physical Review A , en agosto de 1980.
Varios autores han publicado varios cientos de artículos sobre la teoría cuántica de Handel sobre el ruido 1 / f, que es un nuevo aspecto de la mecánica cuántica. Verificaron, aplicaron y desarrollaron aún más las fórmulas de ruido cuántico 1 / f. [1] Aldert van der Ziel , el nestor del campo de ruido electrónico, lo verificó y aplicó en muchos dispositivos y sistemas, junto con decenas de sus estudiantes de doctorado. Se describe en el último de sus 12 libros: "Ruido en dispositivos y circuitos electrónicos" publicado por Wiley en 1986. También actualizó y generalizó muchas verificaciones, aplicaciones prácticas, etc., en su autorizada revisión de 1988 "Descripción unificada de 1 / f Ruido "en las Actas de IEEE . [2]
Negaciones de la teoría
En 1986 y 1987, dos grupos independientes de teóricos del campo, Grupo-1: Theo Nieuwenhuizen, Daan Frenkel y Nico G. van Kampen ; Grupo 2: Laszlo B. Kish y Peter Heszler ; concluyó que la teoría de Handel que explica el efecto cuántico 1 / f era incorrecta tanto por razones físicas como matemáticas. [3] [4] Poco después, Michael Weissman incluyó un conjunto independiente de argumentos que mostraban que la explicación del "ruido cuántico 1 / f" del ruido electrónico 1 / f era incorrecta en un artículo de revisión estándar sobre el ruido 1 / f. [5] Nieuwenhuizen, et al., Declaran en la conclusión de su artículo, "Como parece que falta la base teórica para la teoría cuántica de Handel del ruido 1 / f, debemos concluir que el acuerdo con los experimentos es fortuito" [3] y, de esta forma, están indicando que algunos de los resultados experimentales publicados son sospechosos. Aunque ha habido intentos de responder a algunas de las objeciones a la teoría de Handel, la mayoría de los científicos que están familiarizados con su teoría consideran que el ruido cuántico 1 / f es un efecto inexistente. [ cita requerida ] La dificultad es que aquí un juicio basado en la ciencia fundamental requiere el conocimiento de la electrodinámica cuántica, sin embargo, la mayoría de los científicos del ruido son físicos o ingenieros del estado sólido. El índice de citas científicas muestra más de 20 mil artículos al año con palabras clave de "ruido" y / o "fluctuación". La opinión de los expertos relevantes en el campo del ruido antes mencionados es que, hasta que la tasa de publicación sobre el inexistente efecto de ruido cuántico 1 / f se mantenga alrededor de 1 artículo / año, es más económico hacer referencia a las antiguas negaciones [ 3] [4] que redactar nuevos rechazos.
Ver también
Referencias
- ^ Handel, PH (marzo de 2008). "Bibliografía cuántica 1 / f" . www.umsl.edu .
- ^ Van Der Ziel, A. (1988). "Presentación unificada de ruido 1 / f en dispositivos electrónicos: fuentes de ruido 1 / f fundamentales". Actas del IEEE . 76 (3): 233–258. doi : 10.1109 / 5.4401 .
- ^ a b c Nieuwenhuizen, Th. METRO.; Frenkel, D .; van Kampen, NG (1 de marzo de 1987). "Objeciones a la teoría cuántica de ruido de 1 / f de Handel". Physical Review A . Sociedad Estadounidense de Física (APS). 35 (6): 2750–2753. doi : 10.1103 / physreva.35.2750 . ISSN 0556-2791 .
- ^ a b Kiss, LB; Heszler, P. (30 de septiembre de 1986). "Una prueba exacta de la invalidez del 'modelo de ruido cuántico 1 / f de Handel', basado en la electrodinámica cuántica". Revista de física C: Física del estado sólido . Publicación de IOP. 19 (27): L631 – L633. doi : 10.1088 / 0022-3719 / 19/27/005 . ISSN 0022-3719 .
- ^ Weissman, MB (1988). "1 / ƒ Ruido y otras cinéticas lentas no exponenciales en materia condensada". Reseñas de Física Moderna . 60 : 537–571. Código Bibliográfico : 1988RvMP ... 60..537W . doi : 10.1103 / RevModPhys.60.537 .[1]
Otras lecturas
Para obtener más información sobre el ruido Quantum 1 / f, consulte:
- Handel, Peter H. (16 de junio de 1975). "Ruido 1 / f: un" fenómeno "infrarrojo". Cartas de revisión física . Sociedad Estadounidense de Física (APS). 34 (24): 1492-1495. doi : 10.1103 / physrevlett.34.1492 . ISSN 0031-9007 .
- Handel, Peter H. (16 de junio de 1975). "Naturaleza del ruido de fase 1 / f". Cartas de revisión física . Sociedad Estadounidense de Física (APS). 34 (24): 1495-1498. doi : 10.1103 / physrevlett.34.1495 . ISSN 0031-9007 .
- Handel, Peter H. (1975). "Fluctuaciones cuánticas macroscópicas 1 / f de corrientes eléctricas debido a Bremsstrahlung con correcciones radiativas infrarrojas" (PDF) . Zeitschrift für Naturforschung . 30a : 1201.
Para el efecto coherente cuántico 1 / f, consulte:
- Handel, Peter H. (1 de marzo de 1996). "Efecto 1 / f cuántico coherente y convencional". Physica Status Solidi B . Wiley. 194 (1): 393–409. doi : 10.1002 / pssb.2221940133 . ISSN 0370-1972 .
- PH Handel: "Derivación del efecto cuántico 1 / f en dispositivos", IEEE Trans. en Electr. Devices (1994), enviado para publicación.
- Handel, PH; Tournier, A .; Henning, B. (2005). "Efecto cuántico 1 / f en sensores piezoeléctricos y MEMS bioquímicos resonantes". Transacciones IEEE sobre Ultrasonidos, Ferroeléctricos y Control de Frecuencia . Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE). 52 (9): 1461–1467. doi : 10.1109 / tuffc.2005.1516017 . ISSN 0885-3010 .