論文の概要: Constraints on the Origin of Universal $1/f^2$ Photon-Count Spectra at Baseband

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.05667v1
• Date: Mon, 05 Oct 2026 01:24:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-10 12:11:40.761842
• Title: Constraints on the Origin of Universal $1/f^2$ Photon-Count Spectra at Baseband
• Title（参考訳）: 1/f^2$ Photon-Count Spectra at Baseband の起源に関する制約
• Abstract要約: 1.5-yr周期で11.6d光子計数実験を行った。 通常のブラウン運動とは異なり、測定された光子計のサンプル経路は全て不規則な長期変動を示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A series of 11.6-d-duration photon-counting experiments, employing a broad variety of light sources with different statistical properties and optical spectra, were carried out over a 1.5-yr period. All of the photon-count spectra at baseband followed a common $1/f^2$ form over the frequency range $1 \times 10^{-6} \leqslant f \leqslant 5 \times 10^{-4}$ Hz, corresponding to a timescale range $33$ min $ \leqslant T_f \leqslant 11.6$ d, where $T_f \equiv 1/f$. The lower and upper timescale limits were established by the photodetector noise floor and the duration of the individual experiments, respectively. Unlike ordinary Brownian motion, all of the measured photon-count sample paths exhibited irregular long-timescale fluctuations, with durations ranging from hours to days. It has been established that the photon-count spectra cannot plausibly be ascribed to fluctuations of the current, voltage, or temperature of the source or the detector, nor to technical sources of noise associated with the optical system or local environment. Although the physical origin of the photon-count fluctuations remains unresolved, several heterodox hypotheses are set forth. From a statistical point-of-view, the photon counts appear to follow a doubly stochastic Poisson process with a slowly varying random intensity. Analogous experiments that rely on ionizing radiation and direct-conversion solid-state radiation detectors are proposed.
• Abstract（参考訳）: 統計特性と光学スペクトルの異なる多種多様な光源を用いた11.6d光子計数実験を1.5-yr周期で行った。 ベースバンドにおける光子数スペクトルはすべて、1/f^2$の周波数範囲上の一般的な1/f^2$の形式に従っている: $1 \times 10^{-6} \leqslant f \leqslant 5 \times 10^{-4}$ Hz, タイムスケール範囲333$ min $ \leqslant T_f \leqslant 11.6$, ここで$T_f \equiv 1/f$。 光検出器ノイズフロアと個々の実験の持続時間によって,下限と上限が設定された。 通常のブラウン運動とは異なり、測定された光子数サンプル経路は全て、時間から日まで、不規則な長期変動を示していた。 光子数スペクトルは、光源または検出器の電流、電圧、温度の変動や、光学系または局所環境に関連する技術的ノイズの源に比定できないことが確立されている。 光子数ゆらぎの物理的起源はまだ解明されていないが、いくつかのヘテロドックス仮説が立てられている。 統計的な視点から見ると、光子数は2倍の確率的なポアソン過程に従っており、ランダムな強度は徐々に変化する。 電離放射線と直接変換固体放射線検出器に依存するアナロジー実験が提案されている。

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