Signaler når fram med hjälp av brus

Oftast brukar man försöka undvika eller minska brus vid överföring av signaler och information. Brus anses vara en störning som bara försämrar t ex bild- eller ljudkvaliteten och som därför bör undvikas. Men det är bara en sida av sanningen. Peter Hammerstein visar i sin avhandling att brus i vissa fall kan vara mer konstruktivt än destruktivt. Det stämmer att brus innebär en störning när det gäller enkla system som fysikerna kallar linjära, men naturen är mer komplex än så. Saker och ting är sammankopplade med varandra på direkta och indirekta, och därmed icke-linjära, sätt. Intresset för icke-linjära system har ökat inom fysiken de senaste åren. Länge var icke-linjära system ett stort problem för fysikerna, eftersom de bara i några få fall kunde lösas med hjälp av väldigt invecklade matematiska metoder. Man kan t ex utan större svårighet skriva ett ekvationssystem som beskriver den samtida rörelsen av solen, jorden och månen med hjälp av Newtons kraftlagar. Men det går inte att lösa ekvationssystemet på ett sätt som ger svar på frågan var vilka av dessa tre kroppar kommer att befinna sig vid en viss tidpunkt, om man bara använder sig av matematiska analytiska metoder. Med hjälp av datorsimulationer, alltså s k numeriska metoder, är det emellertid inte något större bekymmer. Det är anledningen till att icke-linjär fysik har haft en boom i Europa på senare tid, och nu också i Sverige. Dessa nya metoder leder självklart till helt nya och ofta oväntade fenomen, vilket framgår av Peter Hammersteins avhandling. Han visar att en viss mängd brus i icke-linjära system kan hjälpa till att överföra signaler från ett ställe till ett annat eller till att förbättra kvaliteten hos den överförda signalen. Detta kallas för stokastisk resonans. I avhandlingen undersöks även effekten av sammankoppling av s k stokastiska resonatorer samt inverkan av brusets spektrala egenskaper. Det har visat sig att de slumpmässiga fluktuationer (variationer) som skapar brus kan betraktas som konstruktiva, snarare än destruktiva, i ett stort antal fysikaliska, tekniska, biologiska, och t om sociala system. Peter Hammerstein försvarar sin avhandling fredagen den 4 juni kl 13.15 i rum 2001, Ångströmlaboratoriet. Han kan nås på tel: 018-471 37 83 eller e-post: Peter.Hammerstein@Angstrom.uu.se