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水中の微粒子というとブラウン運動を思い起こすのですが、ブラウン運動がノイズとなって聞こえたりしないのでしょうか？60nmじゃまだ大きくてノイズになるような動きはしない？
論文見たら，非常にノイジーです．実験としては一定周波数の音を当てたり，一定周期で加熱用レーザーを照射（チョッパーで周期的に切り出してる）して，その熱が振動に変わる分を拾うということをやっています．で，フーリエ変換して，その特定周波数成分を見るとちゃんとピークが出てるよ，と．
20Hzで弱く音が出ているものをこれで測定してフーリエ変換すると，広い周波数領域に広がったホワイトノイズの汚いベースラインから，20Hzの部分だけちょこっとピーク状に飛び出して見えているわけですね．
音の補足能力としては-60dB相当？だそうです．音響分野はあまり詳しくないんでこれが凄いのかどうだかよく分かりませんが，「人間は20dBのノイズがある部屋で0dBの音が聞こえると言うが，それより6桁良い」とか書いてあります．#dBが10変わると音のエネルギーが1桁変わるんでしたっけ？
20Hzくらいのゆっくりした生命活動なら拾えるということですね。熱雑音については観察系のレーザーで抑える（レーザー冷却）という技もありかな。
> 20Hzくらいのゆっくりした生命活動なら拾えるということですね。
この実験だと実証目的でリファレンスにできる信号をまず作らなきゃならないんで、そっち（間欠照射のレーザーで加熱→振動発生）で制限されている可能性もありますね。
検出側だけだとどうなんだろ？
一つだけならノイズとの分離は難しいでしょうが、何百個も並べてやれば共通部分を取り出せるって事では。
ここまで来ると、鼓膜としての粒子一つの熱振動が問題になってきそう。そこまでの物かどうかわかりませんが。
むちゃくちゃ熱運動してるはずですよ。
で、ブラウン運動で粒子が飛んでいかないように光ピンセットでおさえつつ、そのレーザーを利用して同時に超高精度に位置決めしている、ということではないでしょうか。光ピンセットでおさえていても、まだ熱運動は大きいはずで、これは多数の粒子を平滑化して消しているのでしょう。
あまり強く抑えてしまうと小さな音圧による変位を妨げると思うので、ゆるーく抑える必要があるのと、そうすると熱運動が大きくなるので（まさに）雑音が大きくなる。そのあたりの兼ね合いがカギなのではないでしょうか。
ブラウン運動も生データとしては検出されるけれど、信号処理で軽減されるのではないでしょうか？複数の粒子を測定するみたいなので、ノイズは単純に平均化されて消える？
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計算機科学者とは、壊れていないものを修理する人々のことである
ブラウン運動 (スコア:0)
水中の微粒子というとブラウン運動を思い起こすのですが、ブラウン運動がノイズとなって聞こえたりしないのでしょうか？
60nmじゃまだ大きくてノイズになるような動きはしない？
Re:ブラウン運動 (スコア:4, 参考になる)
論文見たら，非常にノイジーです．
実験としては一定周波数の音を当てたり，一定周期で加熱用レーザーを照射（チョッパーで周期的に切り出してる）して，その熱が振動に変わる分を拾うということをやっています．で，フーリエ変換して，その特定周波数成分を見るとちゃんとピークが出てるよ，と．
20Hzで弱く音が出ているものをこれで測定してフーリエ変換すると，広い周波数領域に広がったホワイトノイズの汚いベースラインから，20Hzの部分だけちょこっとピーク状に飛び出して見えているわけですね．
音の補足能力としては-60dB相当？だそうです．音響分野はあまり詳しくないんでこれが凄いのかどうだかよく分かりませんが，「人間は20dBのノイズがある部屋で0dBの音が聞こえると言うが，それより6桁良い」とか書いてあります．
#dBが10変わると音のエネルギーが1桁変わるんでしたっけ？
Re: (スコア:0)
20Hzくらいのゆっくりした生命活動なら拾えるということですね。
熱雑音については観察系のレーザーで抑える（レーザー冷却）という
技もありかな。
Re: (スコア:0)
> 20Hzくらいのゆっくりした生命活動なら拾えるということですね。
この実験だと実証目的でリファレンスにできる信号をまず作らなきゃ
ならないんで、そっち（間欠照射のレーザーで加熱→振動発生）で
制限されている可能性もありますね。
検出側だけだとどうなんだろ？
Re:ブラウン運動 (スコア:1)
一つだけならノイズとの分離は難しいでしょうが、何百個も並べてやれば共通部分を取り出せるって事では。
fjの教祖様
Re:ブラウン運動 (スコア:2)
･･･「かもすぞ～」とか？
#もやしもんネタはまだ出てなかった。
Re: (スコア:0)
ここまで来ると、鼓膜としての粒子一つの熱振動が問題になってきそう。
そこまでの物かどうかわかりませんが。
Re:ブラウン運動 (スコア:1)
むちゃくちゃ熱運動してるはずですよ。
で、ブラウン運動で粒子が飛んでいかないように光ピンセットでおさえつつ、そのレーザーを利用して同時に超高精度に位置決めしている、ということではないでしょうか。
光ピンセットでおさえていても、まだ熱運動は大きいはずで、これは多数の粒子を平滑化して消しているのでしょう。
あまり強く抑えてしまうと小さな音圧による変位を妨げると思うので、ゆるーく抑える必要があるのと、そうすると熱運動が大きくなるので（まさに）雑音が大きくなる。そのあたりの兼ね合いがカギなのではないでしょうか。
Re: (スコア:0)
ブラウン運動も生データとしては検出されるけれど、信号処理で軽減されるのではないでしょうか？
複数の粒子を測定するみたいなので、ノイズは単純に平均化されて消える？