1.12: רעש רקע מקומי של מתיחות

דף הבית ／ פרק 1: תורת סיבי האנרגיה

I. מה זה (הגדרה ותפיסה אינטואיטיבית)
רעש רקע מקומי של מתיחות הוא הפרעה מדידה וסמוכה למקור שמופיעה כאשר חלקיקים לא יציבים כלליים בשלב ההתפרקות או ההשבה מחזירים לים האנרגיה את המתח שנצבר קודם, באופן אקראי, רחב־סרט ובעל קוהרנטיות נמוכה.

• אין כאן יצירת אנרגיה יש מאין, אלא דיוקן סטטיסטי של תהליך המשיכה–הפיזור כולו. יחד עם כבידת מתיחות סטטיסטית הם שתי פנים של אותה תופעה: בזמן הקיום המשיכה מעצבת מדרון, ובשלב ההתפרקות הפיזור מגביה את רצפת הרעש.
• אין הכרח בפליטה: רעש זה יכול להיות רעש עצמי בשדה קרוב ללא פליטה — תנודות אקראיות בכוח, בהיסט, בפאזה, במקדם השבירה, במתח או במגנטיזציה — או, כאשר חלונות שקיפות והגברה גאומטרית מאפשרים, רצף רחב־סרט בשדה רחוק. בנפחים מעבדתיים קטנים הוא מתבטא לעיתים קרובות כהרמת רצפה “דמוית תנודות רִיק” או שינוי צורת ספקטרום, בלי בהכרח פליטת רדיו/מיקרוגל.

II. כיצד ניכּר (ערוצי קריאה ותנאי עדיפות)

1. שדה קרוב / עצמי (ללא פליטה)

• מכני ואינרציוני: רצפת רעש של כוח/תאוצה במאזני פיתול, בקנטילברים מיקרו/ננו, בגרדיו–מטרים כבידתיים ובאינטרפרומטרים אטומיים.
• פאזה ושבירה: רטט פאזה באינטרפרומטרים, התרחבות קו/נדידת תדירות בחללים אופטיים, היסחי–אקראי של קבוע דיאלקטרי או של דו־שבירות שמקורה במתח.
• שדה קרוב אלקטרומגנטי: תנודות במגנטיזציה/מוליכות בחללי תהודה מוליכי־על, ב־SQUID ובצמתי יוז׳פסון.
• תרמו–אקוסטיקה/אלסטיות: מיקרו–הפרעות אקראיות במאמץ, בלחץ ובצפיפות (לעיתים לא־תרמיות).
  תנאים מעודדים: טמפרטורה נמוכה, הפסדים קטנים, Q גבוה, בידוד רטט ומיגון טובים, וכן ”כפתורי“ גבול–גאומטריה לסריקה חוזרת.

2. שדה רחוק / פליטה (כאשר קיימת)

• רצפת רצף דיפוזית בחלונות שקיפות רדיו/מיקרוגל עם ערימה כיוונית (הבהרה גאומטרית/חיבור אחיד־כיוון).
• פסים/קשתות הבהרה לאורך גאומטריות אירוע (ציר היתוך, חזית הלם, מישורי גזירה, צירי זרימה החוצה).
  תנאים מעודדים: תעלות בליעה חלשות, מודל–והסרה של קדמת–הסצנה, שדה ראייה רחב וקו־בסיס אינטגרציה ארוך.

III. מראה כללי (חתימות תצפיתיות)

• חלש, מפוזר, כמעט “נטול מקור”: אינו חד של מקור נקודתי אלא מרקם עדין ברקע; בזמן נוטה להיות יציב או איטי–שינוי.
• רחב־סרט, קוהרנטיות נמוכה: בשדה קרוב הרמת רצפה/עיצוב ספקטרלי מסונכרן בכמה גדלי–מדידה; בשדה רחוק — לאחר תיקון דיספרסיה וקדמת–הסצנה — בלי העדפת פס חזקה.
• סדר זמן “רעש תחילה, כוח לאחר מכן”: באותו תחום אירוע הרעש מתגבר ראשון; כבידת המתיחות הסטטיסטית (העמקת המדרון) ניכרת מאוחר יותר במשתנים איטיים כגון מסלול/עדשה/תיזמון.
• יישור כיוונים במרחב (טביעת אצבע גאומטרית): כיוון ההעדפה של הבהרת TBN חופף לציר הראשי של העמקת המדרון ב־STG (בכפוף לאותן אילוצי גאומטריה ושדות).
• מסלול הפיך (שליטה ורגרסיה): כאשר מחלישים את הדרייב או משנים גבולות, TBN דועך תחילה, ואחריו נסיגת המדרון הפוטנציאלי; חיזוק מחדש יכול לשחזר את העקבה המקורית.

IV. זירות מייצגות ומועמדים (אסטרונומיה ומעבדה בצמידות)

1. אסטרונומיה

• רכיב עודף ברקע הדיפוזי של כל–השמיים (למשל סיגנל סטטיסטי של עודף רדיו, ר’ 3.2): הקדמה לסיכום של אינספור חבילות־גל חלשות.
• פסים/שרידי קשת בחזיתות הלם של צבירי–מיזוג ו**(מיני)–הילות רדיו**: הבהרה לאורך ציר המיזוג/מישורי הגזירה, בהתאם לערימה כיוונית ול**„רעש תחילה, כוח אחר־כך“**.
• גשרים דיפוזיים בין צבירים/סיבים: רצועות ארוכות וחיוורות באיזורי גזירה/התכנסות רחבי־סקאלה, המלמדות על סיכום מכוון–כיוון.
• בסיס רחב באבי–טיפוס סוערי–כוכבים וזרימות החוצה (M82, NGC 253): בסביבת גזירה–הלם–זרימה מתמשכת כפסים אכסיאליים או יריעות בסיס רחבות.
• ערפל/בועות דיפוזיות במרכז הגלקסיה: מעטה נרחב סביב אזורי זרימה החוצה/חיבור–מחדש/גזירה, המשלב קוהרנטיות נמוכה והבהרה גאומטרית.

2. ניסוי והנדסה

• שדה קרוב/עצמי: מעקב ארוך–טווח אחר רצפת רעש וצורת ספקטרום במאזני פיתול, תהודות מיקרו/ננו–מכניות, אינטרפרומטרים אטומיים, חללים אופטיים, תהודות מוליכות־על ו־SQUID.
• שדה רחוק/פליטה: בחללים/מוליכי–גל נשלטים, תצפית קיום/אי–קיום והיפוך כיוון של רצף דיפוזי באמצעות מודולציית גאומטריה וגבולות.
  בשני המסלולים רצוי שילוב מפה ותיזמון עם סמנים של כבידת מתיחות סטטיסטית (עדשה, דינמיקה, תיזמון) באותו תחום.

V. קריטריוני פירוש והגנות–כזב (הפרדת „רעש אמיתי” מכלי/קדמת–הסצנה)

• הצלבת–זמנים: באותו שדה שמיים, מדידה כמותית של השהיה חיובית וזמן רגרסיה בין TBN לSTG.
• עקביות ציר ראשי: בדיקה אם ציר הבהרת TBN וציר העמקת המדרון של STG מתפתחים יחד.
• רב–ערוצי, נטול–בחירת–פס, הופעה משותפת: בשדה קרוב — סינכרון בין גדלי–מדידה; בשדה רחוק — לאחר הסרת דיספרסיה — תנועה משותפת רב–תדרית.
• הפיכות וחזרתיות: סיבוב “כפתורים” הלוך–ושב לאימות „רעש תחילה, כוח אחר־כך” ועקבת הרגרסיה.
• קילוף קדמת–סצנה ורעש מכשיר: איחוד ציר–זמן, PSF/רוחב–פס ושרשרת–עיבוד; שימוש בגרעינים מצומצמים בפרמטרים, הימנעות מ״התאמה לכל״.

VI. קריאה משולבת עם כבידת מתיחות סטטיסטית (אסטרטגיית מפה אחת)

• היטל על אותן קואורדינטות: הרמת בסיס/עיצוב ספקטרום (צד TBN) ושרידי–זוטא בסיבוב/עדשה/תיזמון (צד STG) על מפה אחת, לבדיקת כיווניות ודגם משותפים.
• מעקב אחר השרשרת השלמה במרחבי מיזוג וגזירה חזקה (ר’ 3.21): TBN נדלק ראשון – STG מצטרף – ולאחר האירוע רגרסיה.

VII. היקום המוקדם (סרט רקע)
בשלב של התנגשויות מרובות ותרמול חזק, הרכיב הדיפוזי של TBN עשוי היה להתעצב כגוף–שחור ולהתקבע כבסיס CMB (ר’ 8.6), שמעליו נערמו בהמשך מרקמי TBN–STG.

VIII. לסיכום
TBN הוא הפנים המקומיות והמדידות של שלב „חזרה אל הים”: לעיתים רעש עצמי בשדה קרוב ללא פליטה, ולעיתים — כשיש תנאים — רצף רחב־סרט דיפוזי בשדה רחוק. כזוג, TBN–STG מייצרים „דואו רעש–כוח” עם שלושה מבחני–בזק: רעש קודם, כוח אחר–כך; יישוּר כיוונים במרחב; מסלול הפיך. מיפוי–משותף, צירים משותפים ובסיס–זמן משותף באותו מרחב–זמן הם המפתח להפוך „פיקסלי רעש” ל**„מפות מתיחות”**.