Je leest:

Nieuwe theorie geeft ruis betekenis

Nieuwe theorie geeft ruis betekenis

Auteur: | 6 december 2006

Met de juiste bewerking kan ruis een schat aan informatie opleveren. Zo hebben geofysici seismische achtergrondruis gebruikt om de structuur van de aardkorst onder Zuid–Californië in kaart te brengen. Het gebruik van bestaande ruis heeft als voordeel dat alleen signalen geregistreerd hoeven worden en niet geproduceerd. Onderzoekers van de TU Delft en de Colorado School of Mines (VS) hebben zich op de achterliggende theorie gestort en tonen nu aan dat de analyse van achtergrond ruis op veel meer gebieden mogelijk is dan tot nu toe werd gedacht. Zij publiceren hierover in het gezaghebbende natuurkundige tijdschrift Physical Review Letters van 8 december 2006.

Wanneer een signaal door een medium gaat neemt het informatie met zich mee. Dat principe wordt op allerlei gebieden gebruikt voor allerlei metingen. Van seismografie die de structuur van de aardkorst in beeld brengt, tot echografie waarmee een plaatje te maken is van een foetus in de moederschoot. Steeds wordt daarbij een bekend signaal in een medium gezonden, waarna ontvangers registreren hoe het is veranderd.

Seismografische meting. Trilwagens zorgen voor een geluidssignaal dat kan weerkaatsen in de ondergrond. Zorgvuldig geplaatste geofoons (zie inzet) meten de weerkaatste trillingen.

De Delftse onderzoekers gooien het nu over een andere boeg. Zij maken geen gebruik van een doelbewust uitgezonden signaal, maar van signalen die in de natuur aanwezig zijn. Deze signalen ontstaan als gevolg van een grote variëteit aan natuurlijke fysische processen. Ook zulke ‘achtergrondruis’ bevat relevante informatie, alleen is het wat lastiger die te achterhalen. Het voordeel van het gebruik van bestaande ruis is wel dat alleen signalen geregistreerd hoeven worden en niet geproduceerd.

Theorie

Al een paar jaar is bekend dat met enkele simpele bewerkingen (zogenaamde kruiscorrelatie) een betekenisvol signaal uit ruis is te filteren. Zo hebben geofysici seismische achtergrondruis gebruikt om de structuur van de aardkorst onder Zuid–Californië in kaart te brengen. Geofysici Kees Wapenaar en Evert Slob van de TU Delft en Roel Snieder van de Colorado School of Mines hebben nu een theorie ontwikkeld die voor een veel breder gebied laat zien hoe je uit ruis betekenisvolle informatie kunt halen. Het gaat dan bijvoorbeeld om elektromagnetische ruis in geleidende materialen en akoestische ruis in stromende en visceuze vloeistoffen. Met de nieuwe theorie wordt het mogelijk om op een relatief makkelijke manier informatie te verkrijgen over proces- en materiaaleigenschappen.

Het blijkt dat de achtergrondruis meer informatie bevat dan waar men enkele jaren geleden van kon dromen. De theorie kan worden toegepast voor ‘beeldvorming zonder bron’ ( remote sensing without a source) voor een breed scala van fysische toepassingen. Te denken valt daarbij aan het monitoren van al dan niet visceuze vloeistoffen en het in kaart brengen van bepaalde aspecten van poreuze reservoirgesteenten. Onlangs hebben de onderzoekers bijvoorbeeld in samenwerking met Shell in een woestijngebied in het Midden-Oosten seismische reflectiedata uit achtergrondruis gefilterd. Ze denken hun theorie ook te kunnen toepassen bij het LOFAR project, waarmee in de regio Westerbork zeer zwakke astronomische signalen worden geregistreerd.

Seismisch onderzoek in de praktijk.

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 06 december 2006

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.