1.12: Локальний фоновий шум напруження

Головна ／ Розділ 1: Теорія енергетичних ниток

I. Що це таке (визначення та інтуїція)
Локальний фоновий шум напруження (TBN) — це місцеве, придатне до вимірювання збурення, яке виникає, коли узагальнені нестабільні частинки (GUP) на етапі розпаду/повернення розсіюють раніше підтягнуту енергію назад у «море енергії» у випадковій, широкосмуговій і низькокогерентній формі.

• Це не «енергія з порожнечі», а статистичний образ усього процесу тягни–розсіюй. Разом із статистичною гравітацією напруження (STG) формує дві сторони однієї медалі: під час існування тягнення вибудовує «схил» (STG), тоді як у фазі розпаду розсіювання піднімає «шумову підкладку» (TBN).
• Випромінювання не є обов’язковим: TBN може виявлятися як ближньопольовий, невипромінювальний власний шум — випадкові флуктуації сили, зміщення, фази, показника заломлення, напруження, магнітної сприйнятливості тощо; або, коли вікна прозорості та геометричне підсилення сприяють, — як широкосмуговий континуум у дальньому полі. У малих лабораторних об’ємах TBN часто проявляється як підняття базового рівня «на кшталт вакуумних флуктуацій» чи зміна форми спектра, без обов’язкової радіо/мікрохвильової емісії.

II. Як проявляється (канали зчитування та сприятливі умови)

1. Ближнє поле / власний канал (невипромінювальний)

• Механіка та інерція: шумова підкладка сили/прискорення в крутильних терезах, мікро-/наноконсольках, гравітаційних градієнтометрах, атомних інтерферометрах.
• Фаза та рефракція: тремтіння фази в інтерферометрах, розширення лінії/дрейф частоти оптичних резонаторів, випадкові зсуви діелектричної сталої або напружено-індукованої двозаломності.
• Електромагнітне ближнє поле: флуктуації намагнічування/провідності у надпровідних резонаторах, SQUID, структурах Джозефсона.
• Термоакустика/еластика: випадкові збурення напруження, тиску, густини (часто нетермічні).
  Сприятливі умови: низька температура, малі втрати, високий Q, хороша віброізоляція та екранування, а також «регулятори» меж і геометрії, що підлягають повторному скануванню.

2. Дальнє поле / випромінювальний канал (за наявності випромінювання)

• Диффузна континуальна підкладка спектра у вікнах прозорості радіо/мікрохвиль з напрямленим нашаруванням (геометричне підсилення/співнапрямлена суперпозиція).
• Смуги/дуги підсилення вздовж подієвих геометрій (вісь злиття, фронти ударних хвиль, площини зсуву, осі витоків).
  Сприятливі умови: малі канали поглинання, якісне моделювання та віднімання переднього плану, достатні поле зору та база інтеграції у часі.

III. Загальний вигляд (спостережні ознаки)

• Слабкий, дифузний, майже «безджерельний»: не різкий як точкове джерело, а радше тонка текстура на фоні; у часі здебільшого стабільний або повільно змінний.
• Широкосмуговий, низькокогерентний: у ближньому полі — синхронне підняття/зміна форми спектра у різних каналах зчитування; у дальньому полі — після корекції дисперсії та переднього плану — без виразної «вибірковості діапазонів».
• Часова послідовність «спершу шум, потім сила»: у тому самому подієвому домені TBN з’являється раніше; STG (поглиблення схилу) стає видимим пізніше у «повільних» змінних — орбітах, лінзуванні, хронометруванні.
• Спільна спрямованість у просторі (геометричний відбиток): пріоритетний напрямок підсилення TBN збігається з головною віссю поглиблення схилу STG (під дією спільних геометричних та польових обмежень).
• Зворотна відтворюваність шляху (керованість і регресія): коли зменшують привід або змінюють межі, TBN спадає першим, а потенціальний схил відступає згодом; повторне підсилення відтворює первинну траєкторію.

IV. Показові сцени та кандидати (астрономія й експеримент поруч)

1. Астрономія

• Надлишкова складова всенебесного дифузного фону (наприклад, статистичний сигнал радіо-надлишку, див. 3.2): пролог до нашарування численних слабких хвильових пакетів.
• Смуги/дугові релікти на фронтах ударних хвиль у зливаних кластерах та (міні)радіо-гало: підсилення вздовж осі злиття/площин зсуву, у згоді зі співнапрямленим сумуванням і «спершу шум, потім сила».
• Дифузні «мости» між кластерами/нитками: довгі, бліді стрічки у зонах великомасштабного зсуву/збігання, що вказують на напрямлене сумування.
• Широка підкладка у зразках зоряного спалаху та витоків (M82, NGC 253): у тривалому середовищі зсув–удар–витік як осьові смуги або широкі «килимки».
• Дифузні тумани/бульбашки в центрі Галактики: широкий серпанок довкола зон витоків/перез’єднання/зсуву з поєднанням низької когерентності та геометричного підсилення.

2. Експеримент і техніка

• Ближнє поле/власний канал: довготермінове відстеження шумової підкладки та форми спектра у крутильних терезах, мікро/нано-механічних резонаторах, атомних інтерферометрах, оптичних резонаторах, надпровідних резонаторах і SQUID.
• Дальнє поле/випромінювальний канал: у керованих резонаторах/хвилеводах спостерігати (не)наявність і зміну напряму дифузного континууму через модуляцію геометрії та меж.
  Обидва напрями бажано спільно картографувати й синхронізувати в часі з індикаторами STG (лінзування, динаміка, хронометрування) у тій самій області.

V. Критерії інтерпретації та запобігання хибам (відсів «справжнього шуму» від інструмента/переднього плану)

• Крос-кореляція у часі: у тому самому небесному регіоні кількісно визначати додатну затримку й час регресії між TBN і STG.
• Узгодженість головної осі: перевіряти, чи вісь підсилення TBN і вісь поглиблення схилу STG співеволюціонують.
• Міжканальна співпоява без вибору діапазону: у ближньому полі — синхронність між різними каналами; у дальньому — після зняття дисперсії — спільний рух багатьох частот.
• Зворотність і відтворюваність: гойдати «регулятори» туди–назад, щоб підтвердити «спершу шум, потім сила» і трасу регресії.
• Віднімання переднього плану й інструментального шуму: уніфікувати шкалу часу, PSF/смуги та конвеєр обробки; застосовувати мінімально параметризовані ядра, уникаючи «всепридатних фітів».

VI. Спільне читання зі STG (стратегія єдиної карти)

• Накласти на ті самі координати: підняття підкладки/зміну форми спектра (бік TBN) та дрібні залишки у обертанні/лінзуванні/хронометруванні (бік STG) на єдиній карті, щоб перевірити спільний напрям та узор.
• Відстежувати повний ланцюг у зонах злиття та сильного зсуву (див. 3.21): TBN спалахує раніше — STG наздоганяє — після події настає регрес.

VII. Ранній Всесвіт (фонова плівка)
У фазі інтенсивних зіткнень і сильної термалізації дифузна складова TBN могла набути вигляду «чорного тіла» та «замерзнути» як база реліктового випромінювання (CMB) (див. 8.6), поверх якої згодом нашаровуються структури TBN–STG.

VIII. Підсумовуючи
TBN — це локальне, придатне до вимірювання обличчя фази «повернення в море»: воно може бути ближньопольовим невипромінювальним власним шумом, або — за сприятливих умов — дифузним широкосмуговим континуумом у дальньому полі. Разом TBN–STG утворюють «дует шум–сила» з трьома інтуїтивними перевірками: спершу шум, потім сила; спільний напрям у просторі; зворотність шляху. Спільне картографування, спільні осі та спільна часов а база в одному простор о-часовому домені — ключ до перетворення «пікселів шуму» на «карти напруження».