क्वांटम शोर

क्वांटम ध्वनि ध्वनि (वर्णक्रमीय घटना) है जो क्वांटम यांत्रिकी के मौलिक सिद्धांतों विशेष रूप से अनिश्चितता सिद्धांत और शून्य-बिंदु ऊर्जा उतार-चढ़ाव के माध्यम से क्वांटम अनिश्चितता से उत्पन्न होता है। क्वांटम ध्वनि इलेक्ट्रॉन जैसे छोटे क्वांटम घटकों की स्पष्ट रूप से असतत प्रकृति के साथ-साथ क्वांटम प्रभावों की असतत प्रकृति जैसे कि फोटोक्यूरेंट्स के कारण होता है।

मात्रात्मक ध्वनि मौलिक ध्वनि सिद्धांत के समान है और सदैव असममित वर्णक्रमीय घनत्व नहीं लौटाएगा।

शॉट नॉइज़ जैसा कि जे. वेरडेन द्वारा गढ़ा गया है क्वांटम नॉइज़ का एक रूप है जो फोटॉन काउंटिंग, इलेक्ट्रॉनों की असतत प्रकृति और इलेक्ट्रॉनिक्स में आंतरिक ध्वनि उत्पादन के आंकड़ों से संबंधित है। शॉट ध्वनि के विपरीत क्वांटम मैकेनिकल अनिश्चितता सिद्धांत माप के लिए निचली सीमा निर्धारित करता है। अनिश्चितता के सिद्धांत के लिए ध्वनि के लिए किसी एम्पलीफायर या संसूचक की आवश्यकता होती है।

क्वांटम घटनाओं की मैक्रोस्कोपिक अभिव्यक्तियाँ आसानी से परेशान होती हैं इसलिए क्वांटम ध्वनि मुख्य रूप से उन प्रणालियों में देखा जाता है जहाँ ध्वनि के पारंपरिक स्रोतों को दबा दिया जाता है। सामान्यतः ध्वनि अपेक्षित मान से अनियंत्रित यादृच्छिक भिन्नता है और सामान्यतः अवांछित होता है। सामान्य कारणों में तापीय उतार-चढ़ाव, यांत्रिक कंपन, औद्योगिक ध्वनि, विद्युत् की आपूर्ति से वोल्टेज में उतार-चढ़ाव, ब्राउनियन गति के कारण तापीय ध्वनि, इंस्ट्रूमेंटेशन ध्वनि, लेजर का आउटपुट मोड ऑपरेशन के वांछित मोड से विचलित होना आदि हैं। यदि उपस्थित हैऔर जब तक सावधानीपूर्वक नियंत्रित नहीं किया जाता है ये अन्य ध्वनि स्रोत सामान्यतः प्रभुत्व होते हैं और क्वांटम ध्वनि को छिपाते हैं।

खगोल विज्ञान में, उपकरण जो क्वांटम ध्वनि की सीमा के विपरीत धकेलता है एलआईजीओ गुरुत्वाकर्षण तरंग वेधशाला है।

एक हाइजेनबर्ग माइक्रोस्कोप

Main article: हाइजेनबर्ग का माइक्रोस्कोप

क्वांटम ध्वनि को हाइजेनबर्ग माइक्रोस्कोप पर विचार करके चित्रित किया जा सकता है जहां परमाणु की स्थिति को फोटोन के बिखरने से मापा जाता है। अनिश्चितता सिद्धांत के रूप में दिया गया है,

$$\Delta x_{imp}\Delta p_{BA}\gtrsim \hbar .$$

जहां $\Delta x_{imp}$ परमाणु की स्थिति में अनिश्चितता है और $\Delta p_{BA}$ गति की अनिश्चितता है या कभी-कभी क्वांटम सीमा के पास होने पर प्रतिक्रिया (परमाणु को स्थानांतरित गति) कहा जाता है। परमाणु की गति को जानने की मान पर स्थिति मापन की स्पष्टता को बढ़ाया जा सकता है। जब स्थिति ठीक-ठीक ज्ञात हो जाती है तो पर्याप्त बैकएक्शन माप को दो तरह से प्रभावित करना प्रारंभ कर देता है। सबसे पहले यह अत्यधिक स्थिति में मापने वाले उपकरणों पर वापस गति प्रदान करेगा। दूसरे हमारे पास परमाणु की भविष्य की स्थिति के बारे में भविष्य का ज्ञान कम होता जा रहा है। स्पष्ट और संवेदनशील उपकरण पर्याप्त नियंत्रण वातावरण में अनिश्चितता सिद्धांत को अपनाएंगे।

ध्वनि सिद्धांत की मूल बातें

मानक क्वांटम सीमा तक पहुंचने वाले स्पष्ट इंजीनियरिंग और इंजीनियर प्रणाली के लिए ध्वनि व्यावहारिक चिंता का विषय है। क्वांटम ध्वनि का विशिष्ट इंजीनियर विचार क्वांटम गैर-विध्वंस माप और क्वांटम बिंदु संपर्क के लिए है। इसलिए ध्वनि को मापना उपयोगी है। संकेत के ध्वनि को उसके स्वतःसंबंध के फूरियर रूपांतरण के रूप में परिमाणित किया जाता है।

एक संकेत के स्वत: संबंध के रूप में दिया गया है,

$$G_{vv}(t-t')=\langle V(t)V(t')\rangle$$

जो तब मापता है जब हमारा संकेत सकारात्मक, नकारात्मक या अलग-अलग समय $t$ और $t'$ पर सहसंबद्ध नहीं होता है। समय औसत, $V(t)$ शून्य है और हमारा V(t) एक वोल्टेज संकेत है। इसका फूरियर रूपांतरण है

$$V(\omega )={\frac {1}{\sqrt {T}}}\int _{0}^{T}V(t)e^{i\omega t}dt$$

क्योंकि हम एक परिमित समय विंडो पर एक वोल्टेज को मापते हैं। वीनर-खिनचिन प्रमेय सामान्यतः बताता है कि एक ध्वनि का शक्ति स्पेक्ट्रम एक संकेत के स्वतःसंबंध के रूप में दिया जाता है, अर्थात,

$$S_{vv}(\mathrm{\omega <!--\; \omega \; -->})={\int <!--\; \int \; -->}_{-<!--\; -\; -->\mathrm{\infty <!--\; \infty \; -->}}^{+\mathrm{\infty <!--\; \infty \; -->}}{e}^{i\mathrm{\omega <!--\; \omega \; -->}t}{G}_{vv}dt={\int <!--\; \int \; -->}_{-<!--\; -\; -->\mathrm{\infty <!--\; \infty \; -->}}^{+\mathrm{\infty <!--\; \infty \; -->}}{e}^{i\mathrm{\omega <!--\; \omega \; -->}t}⟨<!--\; ⟨\; -->{|V(\mathrm{\omega <!--\; \omega \; -->})}^{}$$