Стохастический резонанс как индуцированный шумом эффект увеличения степени порядка

В.С. Анищенко^а, А.Б. Нейман^б, Ф. Мосс^в, Л. Шиманский-Гайер^г
^аМеждународный институт нелинейной динамики, физический факультет, Саратовский государственный университет, Саратов, Российская Федерация
^бСаратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского, ул. Астраханская 83, Саратов, 410071, Российская Федерация
^вDepartment of Physics and Astronomy, University of Missouri at St. Louis, St. Louis, MO, USA
^гHumboldt University at Berlin, Invalidenstr. 110, Berlin, D-10115, Germany

Стохастический резонанс (СР) является одним из ярких примеров индуцированных шумом переходов в нелинейных системах, возбуждаемых информационным сигналом и шумом одновременно. В режиме СР характеристики информационного сигнала (усиление, отношение сигнал/шум, степень когерентности и упорядоченности и др.) на выходе системы существенно улучшаются при некотором оптимальном уровне шума. СР реализуется только в нелинейных системах, для которых с помощью вариации интенсивности шума возможно управление одним из характерных времен. В обзоре кратко обсуждаются физический механизм и методы теоретического описания СР. Исследуются особенности СР, обусловленные структурой информационного сигнала, статистикой шума и свойствами конкретных систем, демонстрирующих эффект. Детально анализируется нетривиальное явление стохастической синхронизации как захвата мгновенной фазы и частоты переключений бистабильной системы внешней периодической силой. Стохастическая синхронизация исследуется в одиночных и связанных бистабильных осцилляторах, включая ансамбли. Эффекты СР и стохастической синхронизации ансамблей стохастических резонаторов исследуются как в случае отсутствия связи между элементами, так и с учетом их взаимодействия. СР рассматривается в динамических и в нединамических (пороговых) системах. Проводится анализ явления СР с точки зрения информационных и энтропийных характеристик сигнала, определяющих степень порядка или самоорганизации системы. Обсуждается применение концепции СР для объяснения результатов ряда биологических экспериментов.

Текст pdf (1,2 Мб)

Скачивая файл я соглашаюсь с условиями использования.

English fulltext is available at DOI: 10.1070/PU1999v042n01ABEH000444

PACS: 02.50.Ey, 05.40.+j, 05.45.+b, 87.70.+c
DOI: 10.3367/UFNr.0169.199901c.0007
URL: https://ufn.ru/ru/articles/1999/1/c/
Web of Science

000078623600001
Цитата: Анищенко В С, Нейман А Б, Мосс Ф, Шиманский-Гайер Л "Стохастический резонанс как индуцированный шумом эффект увеличения степени порядка" УФН 169 7–38 (1999)

BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Anishchenko V S, Neiman A B, Moss F, Shimansky-Geier L “Stochastic resonance: noise-enhanced order” Phys. Usp. 42 7–36 (1999); DOI: 10.1070/PU1999v042n01ABEH000444