PROFILPELAJAR.COM

הדגמה של השפעת רעש שוט על איכותה של תמונה, על ידי הגדלת מספר הפוטונים לפיקסל משמאל לימין ומלמעלה למטה.

רעש שוט הוא סוג של רעש פיזיקלי המופיע במדידות של זרם הנובע מהאופי החלקיקי של הזרם. כך לדוגמה במדידה של עוצמת אור במכשיר אופטי העוצמה איננה קבועה לאורך הזמן אלא יש בה תנודות אקראיות הנובעות מכך שהאור מורכב משטף של חלקיקים, כלומר של פוטונים. באופן דומה במדידות של זרם חשמלי באלקטרוניקה ישנו רעש הנובע מכך שהזרם החשמלי מורכב מאלקטרונים.

עוצמת הרעש מתכונתית לשורש עוצמת האות, ולכן רעש בעייתי בעיקר במדידות של אותות חלשים, כאשר התנודות מתפלגות התפלגות פואסון ששואפת להתפלגות נורמלית באותות חזקים יותר.

שלושה מקורות זרם יש בגלאי והם:

א.זרם הנוצר מקרינת הרקע - i_b.

ב.זרם חושך (הזרם כשאין קרינה על הגלאי) - i_d.

ג.זרם הנוצר מן האות עצמו - i_s.

נוסחת רעש השוט היא:

i_{\mathrm {sn} }={\sqrt {2e({i_{b}+i_{d}+i_{s})\Delta f}}}

כאשר: e- מטען אלקטרון.

Δf - רוחב הפס האלקטרוני ב-Hz.

מטענים שבריים Fractional Charges

בשלהי שנות השמונים "רעש שוט" (ירייה) לא נחשב נושא שחשוב לחוקרו, ואולם רעיונות חדשים הציעו שרעש זה עשוי לחשוף תכונות במערכות מזוסקופיות, שאינן ניתנות למדידה בקלות על ידי מדידת המוליכות. פרופסור מוטי הייבלום עבד על פיתוח שיטות עדינות שיאפשרו לגלות רעשי שוט חלשים מאוד, שחבויים עמוק בתוך רעשים חיצוניים. קבוצתו הייתה הראשונה שמדדה את רעש השוט במבנה מזוסקופי ולאחר מכן הצליחה למדוד את המטענים השבריים של קוואזי-חלקיקים באפקט הול. לתוצאה זו ניסו להגיע פיזיקאים נסיינים רבים בחמש עשרה השנים קודם לכן.^[1]

מדידה זו הובילה לזכייה בפרס נובל לפיזיקה ב-1998 למדענים שגילו את אפקט ההול השיברי, והיא צוטטה בידי ועדת פרס נובל.^[2]

בתר-דוקטורנט של הייבלום, דר' מישה רזניקוב, קיבל עליה את פרס Egilent Europhysics. עבודה זו השיקה תחום חדש במחקר של מדידות רעש שוט.^[3]

ראו גם

רעש לבן

הערות שוליים

^
M. Reznikov, M. Heiblum, Hadas Shtrikman and D. Mahalu, “Temporal Correlation of Electrons: Suppression of Shot Noise in a Ballistic Quantum Point Contact”, Phys. Rev. Lett. 75, 3340 (1995).
- O. Zarchin, Y. C. Chung, M. Heiblum, V. Umansky, “Bunching of Electrons in Transport through Quantum Dots”,
Phys. Rev. Lett. 98, 066801 (2007).
^ הציטוט בוועדת פרס נובל
^
R. de-Picciotto, M. Reznikov, M. Heiblum, V. Umansky, G. Bunin and D. Mahalu, “Direct Observation of a Fractional Charge”, Nature 389, 162 (1997).
- News & Views: “A Shot in the Arm for Fractional Charge”, C. L. Kane & M. P. A. Fisher, Nature 389, 119 (1997).
- M. Reznikov, R. de Picciotto, T.G. Griffiths, M. Heiblum and V. Umansky,
“Observation of a Fifth of the Electron Charge”, Nature 399, 238 (1999).
- T.G. Griffiths, E. Comforti, M. Heiblum, A. Stern and V. Umansky,
“The Evolution of Quasiparticle Charge in the Fractional Quantum Hall Regime”, Phys. Rev. Lett. 85, 3918 (2000).
- Y. Ji, M. Heiblum, D. Sprinzak, D. Mahalu and H. Shtrikman,
“Phase Evolution in a Kondo-Correlated System”, Science, 290, 779 (2000).
- Yunchul Chung, M. Heiblum & V. Umansky,
“Scattering of Bunched Fractionally Charged Quasiparticles”, Phy. Rev. Lett. 91, 216804 (2003).