Ruido: resulta que lo necesita

No sabemos si la física cuántica prueba que el universo es un lugar realmente extraño o que vivimos en una simulación de realidad virtual, pero sí sabemos que convierte mucha cordura en basura. Tomemos el ruido, por ejemplo. El ruido, como el ruido eléctrico aleatorio, es malo, ¿verdad? Dedicamos mucho tiempo a diseñar para minimizar el ruido. Investigadores de Austria, Alemania y Australia publicaron recientemente un artículo que muestra que el ruido en realidad puede mejorar el flujo de energía. Mientras que el periódico está detrás de un muro de pago, el artículo de Focus está disponible y, por supuesto, probablemente pueda encontrar una copia del documento si desea leerlo completo.

El documento, titulado "Transporte cuántico asistido por el medio ambiente en una red de 10 salidas", utiliza átomos de calcio atrapados para estudiar un efecto que se sospecha es un factor clave en la transferencia de energía de alta eficiencia, como la transferencia observada en las fibras ópticas y la fotosíntesis.

En un material perfecto, puede imaginar una transferencia de energía, como un flujo a través de una corriente, como una onda de energía que se mueve a través del material. En el caso de una corriente eléctrica, esa onda está formada por electrones, pero también podrían ser fotones. En cualquier caso, las ondas generalmente permanecen consistentes en todo el material. Pero las imperfecciones y los defectos pueden destruir la coherencia y causar interferencia de ondas donde el valle de una onda cancela la punta de otra cercana. Este efecto se llama localización de Anderson (o fuerte). Sin embargo, esta pérdida se maximiza al máximo cuando las ondas están completamente obsoletas entre sí. Es más probable que el ruido en el sistema haga que las ondas cambien la relación de fase y reduzcan la localización de Anderson, lo que aumenta la eficiencia de la transferencia.

Los diez átomos formaron una cadena donde los investigadores podrían usar un láser para inyectar energía en el sistema y luego observar cómo fluye hasta el final de la cadena. Otros láseres pueden introducir un desorden en la matriz, provocando el efecto de localización de Anderson. Con un arreglo estable, la localización de Anderson causó ineficiencia en el transporte de energía. Sin embargo, la introducción de ruido en el desordenado sistema redujo el impacto de la localización de Anderson, hasta cierto punto. En un nivel más alto, el ruido provocó una mayor pérdida debido al efecto Zeno.

Resulta que la suciedad y el ruido no siempre son cosas malas. Siempre nos sorprende que vivamos en una época en la que aprendemos sobre el universo con tanto detalle.

  • Ostraco dice:

    Investigadores de Austria, Alemania y Australia publicaron recientemente un artículo que muestra que el ruido en realidad puede mejorar el flujo de energía. Mientras que el periódico está detrás de un muro de pago, el artículo de Focus está disponible y, por supuesto, probablemente pueda encontrar una copia del documento si desea leerlo completo. "

    Me parece recordar algo similar aplicado a las células nerviosas. A veces, "trabajar con" en lugar de "empujar" es la mejor manera.

  • Maxwell dice:

    Encuentro que las personas que se esconden detrás de un periódico de pago por visión tienden a publicar BS porque su trabajo solo es revisado por un subconjunto de investigadores.

    • Dissy dice:

      Cuando dice "su investigación", parece que está diciendo que los investigadores son las personas que retrasan su trabajo.
      Con demasiada frecuencia no está bajo su control, esta elección la hace la institución o universidad para la que trabajan y / o el editor. Esas son las personas que merecen la culpa.

      • Robert Mateja dice:

        Simplemente envíelos por correo y con gusto le enviarán una copia.

        o saber hacer

      • jaap dice:

        Vea si el investigador tiene una página web personal, muchos ponen sus propios artículos a disposición de cualquiera.

  • Cuerpo digital dice:

    En un nivel más macro, ¿no es así como funcionan los semiconductores dopados?

    • john pak dice:

      Supongo que la respuesta es no.

  • Nitpicker Sabelotodo dice:

    >, generalmente las ondas dicen coherente con el material

    ... probablemente sea "las olas permanecen" (en lugar de "decir")

    Dicho esto, esta es solo otra demostración del viejo truco de usar ruido aleatorio (!) Para reducir la destrucción "limpia". Incluso los ADC y DAC más antiguos usaban ruido para aumentar la resolución en sus bits de orden más alto (para reducir el efecto de cuantificación de las frecuencias de muestreo regulares). El mismo enfoque se encuentra en todas partes donde las regularidades (y la coherencia es regularidad) matan la información. La desventaja de un pequeño "ruido" (como en "suciedad") suele ser más que igual a la ventaja de seguir obteniendo información cuando el sistema normalmente "fallará" (destruirá u obstruirá la información).

  • ROBÓ dice:

    Interesante.

    Lo primero que me vino a la mente es una limitación de los algoritmos genéticos.

    A medida que aumentan las permutaciones (mutaciones) de un algoritmo genético, aumenta la dependencia de la "calidad" (o probabilidad real) del ruido introducido en el sistema.

    Hacer ... en última instancia, apuntamos al universo como la principal fuente de ruido.

    ¿Será ese el evento de un extraordinario?

    Bueno, eso no terminó bien. :-pag

  • zaprodk dice:

    diri coherente = resto coherente?

  • Murray dice:

    Y sin ruido, de alguna manera, la mayoría de los osciladores sinusales no comenzarán a funcionar. Puede existir una reacción positiva, pero es precisamente el ruido el que dispara la pelota.

  • ddr dice:

    quizás el ruido sea solo una manifestación de la participación cuántica universal. Lo que se mueve aquí, porque algo más se mueve allí ...

  • Un dron dice:

    Agregar ruido es útil (si no absolutamente necesario) y muy común en muchas aplicaciones. Por ejemplo, agregar cuidadosamente ruido a la entrada del convertidor analógico a digital (ADC) en realidad mejora el rendimiento del ADC. Google ADC Added Noise, aparecerán muchos recursos.

    • Arte Mezins dice:

      De hecho, no es cualquier ruido, sino un ruido imparcial (gaussiano) con una desviación estándar de aproximadamente 1/2 LSB. La forma en que funciona es que si el valor real (se esconde) en algún lugar entre dos valores, sin ruido, el ADC siempre alcanzará el valor más bajo, pero si hay (buen) ruido presente, entonces, con el tiempo, el ADC ve valores AMBAH bastante a menudo para que el PROMEDIO de esas medidas (que es la parte difícil) se acerque al valor VERDADERO.

      Esto también se puede utilizar para mejorar (en promedio) la pureza espectral de las señales DAC generadas, de modo que el efecto sea propagar los espolones espectrales para permitir que algunos equipos pasen las emisiones de FCC. También se utiliza para algunos relojes de sistemas digitales críticos debido a esto y para reducir las señales de ruido promedio que pueden afectar a los equipos sensibles que pueden adherirse a esas señales. Para el uso de DAC y oscilador, el proceso de ruido agregado se llama vacilación. Busque "oscilador de espectro difuso".

      Los "códigos dorados" de GPS utilizados para propagar sus señales dentro del mismo rango de frecuencia también funcionan de esta manera, ya que estos códigos tienen características "ruidosas", ya que los códigos no se relacionan entre sí (es decir, no interfieren entre sí) "en promedio ".

      Y como el comentario de Ostracus sugerido anteriormente, el mismo concepto básico se aplica a nuestros sentidos de la vista y el oído (y probablemente a otras funciones relacionadas con los nervios), porque si los nervios de nuestros sentidos tienen algún ruido de fondo, entonces, como el ADC anterior, esos sentidos se puede activar cuando la suma de la entrada de ruido y el sensor está por encima del umbral del nervio (algo en este sentido).

    • salec dice:

      "Dithering" de Google

  • Comedias dice:

    Sin ruido de HaD 🙂

Fernando Román
Fernando Román

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