Por O fato das informações em onda viajarem é algo que conhecemos e testamos há muito tempo: o ultrassom é usado para analisar nossos corpos, sistemas de radar para estudar o espaço aéreo ou ondas sísmicas para estudar o interior do nosso planeta .
Muitos campos de estudo tratam de ondas refratadas, espalhadas ou refletidas pelo meio. Portanto, essas ondas carregam uma certa quantidade de informações sobre sua localização, e essas informações devem ser extraídas da forma mais completa e precisa possível.
Encontrar a melhor maneira de fazer isso tem sido objeto de pesquisas em todo o mundo há muitos anos.
Agora, Jakob Hüpfl e os seus colegas da Universidade de Tecnologia de Viena, na Áustria, podem finalmente explicar matematicamente com precisão a informação gerada pelas ondas sobre o ambiente.
Isto torna possível mostrar como as ondas coletam informações sobre um objeto e transmitem essas informações em onda para um dispositivo de medição.
E esta definição deve ser amplamente utilizada para aplicações de engenharia. Por exemplo, personalize ondas para extrair mais informações do ambiente e execute procedimentos de aquisição de imagens altamente precisos. Esta teoria foi confirmada por experimentos de microondas.
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Informações em onda?
A informação transportada pelas ondas sobre o meio ambiente é chamada de “Informação do Pescador”.
O professor Stefan Rotter, que fez parte da equipa que criou ondas de luz que viajam através de um material opaco, explica que a ideia básica é simples.
Se envia a onda através de um objeto e parte da onda é espalhada pelo objeto que é medido por um detector de materiais. Os dados podem ser usados para aprender algo sobre o objeto – por exemplo, sua localização exata, velocidade ou tamanho.
No entanto, muitas vezes não é possível capturar a onda inteira – apenas parte da onda atinge o detector. Isto levanta a questão: onde exatamente esta informação é encontrada na forma de onda?
Existem partes da onda que podem ser ignoradas com segurança? Outras formas de onda podem fornecer mais informações ao detector?
Para chegar ao fundo destas questões, eles analisaram mais de perto os aspectos estatísticos dos dados de Fisher e encontraram resultados surpreendentes.
A informação preenche o que é chamado de equação da energia – a informação numa onda, por exemplo, é armazenada à medida que viaja pelo espaço, de acordo com leis muito semelhantes à lei da conservação da energia.
Encontrando
Usando uma técnica avançada, a equipe conseguiu calcular exatamente onde no espaço as ondas transportam informações – e quanta informação – sobre o objeto.
No entanto, informações sobre diferentes propriedades de um objeto (como posição, velocidade e tamanho) podem estar ocultas em partes completamente diferentes da onda.
O conteúdo de informações em onda depende principalmente do grau de influência da onda por certas características da onda.
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Por exemplo, se medir um objeto que está um pouco mais à esquerda ou à direita, então a informação de Fisher será processada diretamente pela parte da onda que afeta as bordas direita e esquerda do objeto.
Essa informação se espalha, e quanto mais informação chega ao detector, mais precisamente o objeto é lido.
O pesquisador Felix Russo teve que produzir um estudo para comprovar tudo isso. Ele criou um ambiente caótico dentro da câmara de micro-ondas usando materiais de Teflon colocados aleatoriamente. Entre eles, se coloca um retângulo metálico cuja posição precisa ser determinada.
As microondas são introduzidas na sala e captadas por sensores. A questão agora é: até que ponto a forma do retângulo metálico pode ser registrada nas ondas recebidas do detector em um estado físico tão complexo e como detectar as informações transmitidas do retângulo ao detector?
Medindo com precisão o campo de micro-ondas, pode-se mostrar exatamente como as informações sobre a posição horizontal e vertical de um retângulo se propagam.
Elas vêm de diferentes lados do retângulo e se propagam ao longo da onda – sem perder nenhuma informação, simplesmente assim.
Possíveis aplicações
O impacto e a praticidade desta nova ideia são de longo alcance. Esta nova interpretação estatística das informações de Fisher tem o potencial de melhorar a qualidade de várias técnicas de imagem.
Se você pode medir onde a informação desejada é encontrada e como ela se propaga, você também pode, por exemplo, posicionar o detector da maneira mais adequada ou calcular uma frequência personalizada para transmitir a quantidade máxima de informação ao detector.
Eles testaram essa teoria com microondas, mas ela funciona igualmente bem para muitos comprimentos de onda diferentes. Eles utilizam formulações simples que podem ser usadas para melhorar os métodos de detecção quântica e microscopia.
Fonte: Inovação Tecnológica
