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在没有响应值的非动态系统中静态共振.

S M Bezrukov1, I Vodyanoy

  • 1Division of Computer Research and Technology, National Institutes of Health, Bethesda, Maryland 29892-0580, USA. bezrukov@helix.nih.gov

Nature
|January 23, 1997
PubMed
概括

添加噪音可以通过随机共振增强信息传输. 这项研究引入了展示这种现象的新无值系统,扩大了其在物理和生物学中的适用性.

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科学领域:

  • 物理 物理学 物理
  • 生物学 生物学 生物学
  • 信息理论 信息理论

背景情况:

  • 随机共振 (SR) 是一种现象,添加噪声可以提高系统的信息传输能力.
  • 最初建议用于地球的冰河时代,SR已经在各种物理和生物系统中观察到.
  • 已知的最简单的SR系统涉及一个值触发装置,响应信号和噪声.

研究的目的:

  • 介绍和分析一个新的类别的非动态,没有值的系统,表现出随机共振.
  • 为了证明随机共振可以发生在没有触发值的系统中.
  • 扩大对随机共振适用的系统的理解.

主要方法:

  • 为产生随机脉冲序列的无值系统开发了通用数学模型.
  • 模拟了脉冲生成概率作为输入信号的指数函数.
  • 分析了系统对被附加噪声掩盖的正弦波输入的响应.

主要成果:

  • 在新系统类中观察到输出信号与噪声比率随着噪声水平的增加而增加.
  • 在无值,非动态系统中证明了随机共振.
  • 发现脉冲生成的概率在指数上取决于输入信号.

结论:

  • 随机共振可以发生在比以前想象的更广泛的系统中,包括无值模型.
  • 这一发现对理解热驱动的物理化学系统有意义.
  • 适用于诸如半导体连接点,中光学装置和具有激活屏障的离子通道等系统.