fenómeno

ruido de disparo

Ruido eléctrico que surge de la llegada discreta y aleatoria de electrones a un contacto o barrera.
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Descripción

El ruido de disparo es la fluctuación aleatoria en una corriente eléctrica que surge porque la carga es transportada por partículas discretas —los electrones— en lugar de fluir como un fluido continuo. Cuando los electrones cruzan una barrera o unión, llegan en momentos aleatorios, como gotas de lluvia golpeando un tejado. Incluso si la corriente promedio es perfectamente constante, la tasa instantánea de llegada fluctúa, produciendo un ruido eléctrico pequeño y de banda ancha que es fundamentalmente irreductible.

Historia

El fenómeno fue descrito por primera vez por Walter Schottky en 1918, quien lo llamó 'efecto Schrot' (de la palabra alemana para perdigones o granalla), mientras estudiaba tubos de vacío.

Cómo funciona

El efecto es más pronunciado cuando los electrones deben superar una barrera de energía uno a uno, como en un diodo de tubo de vacío o en una unión p-n de semiconductor. Cada electrón que cruza la barrera contribuye con un pulso discreto de carga. Los tiempos de llegada siguen un proceso de Poisson, por lo que la varianza de la corriente es proporcional a la corriente promedio. Esto es distinto del ruido térmico (de Johnson), que depende de la temperatura y la resistencia, y del ruido de parpadeo, que tiene un espectro de frecuencias diferente.

En la práctica

El ruido de disparo establece un límite fundamental a la sensibilidad de los detectores ópticos y amplificadores electrónicos, pero también se aprovecha en criptografía cuántica para generar números verdaderamente aleatorios.

Dato curioso

En una corriente eléctrica típica de un amperio, pasan alrededor de 6.24 × 10^18 electrones por segundo, pero la aleatoriedad en sus tiempos de llegada aún produce una señal de ruido medible.

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