A sztochasztikus rezonancia egy periodikus jel felerősítése egy bizonyos teljesítményű fehér zaj hatására . Ez egy univerzális jelenség, amely számos nemlineáris rendszerben rejlik, amelyek mind kaotikus , mind gyenge periodikus befolyás alatt állnak.
A "sztochasztikus rezonancia" kifejezést 1981 -ben vezették be R. Benzi, A. Suter és A. Vulpiani [1] cikkében, amelyben a szerzők a jégkorszakok kezdetének periodicitását vizsgálták, és a gyenge jel növekedését tapasztalták. amikor zajt alkalmaztak . 1983- ban ezt a jelenséget részletesen tanulmányozták a Schmitt-triggerben , majd számos fizikai, kémiai és biológiai rendszerben felfedezték.
Tekintsünk minden olyan bistabil rendszert, amely disszipációval is rendelkezik . Elegendő külső hatás hatására a rendszer más állapotba kerülhet. Ha kellő külső hatás periodikus, akkor a rendszer is időszakosan mozog egyik állapotból a másikba. De az elégtelen (küszöbérték alatti) hatás nem okoz rendszerválaszt.
Ha a külső hatás véletlenszerű ( zaj ), akkor a rendszer kaotikusan „vándorol”, és egy határozatlan idő elteltével, amelynek átlagértéke a zajteljesítménytől függ , képes lesz egyik pozícióból a másikba ugrani. Az ilyen ugrások dinamikája ingadozó lesz.
Tekintsük most a küszöb alatti periodikus és kaotikus hatások összhatását. A küszöb alatti időszakos perturbáció önmagában nem fogja tudni átvinni a rendszert egy másik állapotba, de a zaj segít ebben azáltal, hogy a műveletet „kritikus” állapotba hozza. Ennek eredményeként a rendszer válasza periodicitást mutat, amelyet éppen egy gyenge periodikus hatás határoz meg.
Az optimális (ami a maximális jel-zaj viszonyhoz vezet) az a zajteljesítmény, amelynél a rendszer jellemző élettartama egy állapotban megegyezik a periodikus perturbáció periódusának felével. A túl sok vagy túl kevés zaj miatt a rendszer kevésbé érzékeny a gyenge kerékpározásra.