Coincidence detection of inharmonic pulses in a nonlinear crystal

XAVIER VIDAL; PABLO BALENZUELA; JAVIER MARTIN BULDU; JORDI MARTORELL; JORDI GARCIA OJALVO

Ciudad Real, España

Conferencia; No Lineal 2007; 2007

El detecci ́on del fundamental ausente es un fen ́omeno cau- tivador que se conoce y estudia desde la antigua Grecia. Cuando o ́ımos dos notas fundamentales y sus frecuencias guardan cierta relaci ́on entre ellas, nuestro cerebro es capaz de procesar ambas se ̃nales haciendonos escuchar una ter- cera nota que en realidad nunca lleg ́o a nuestros o ́ıdos. Este fen ́omeno, que ya se utiliza incluso en el dise ̃no de altavoces de ba ja frecuencia, es ampliamente conocido aunque no del todo comprendido. En un principio, se asumi ́o que la se ̃nal detectada por el cerebro no era m ́as que la frecuencia fun- damental de las se ̃nales externas, y que ́estas deb ́ıan estar compuestas por arm ́onicos de dicha frecuencia fundamen- tal. Sin embargo, Schouten [1], en los a ̃nos 60, demostr ́o que cuando las se ̃nales externas son inconmensurables el cere- bro es a ́un capaz de detectar una frecuencia inexistente y que a su vez, no es la fundamental de las se ̃nales externas. Recientemente, Chialvo et al. [2] proponen un mecanismo es- toc ́astico para explicar el fen ́omeno del fundamental ausente y predicen te ́oricamente cu ́al ser ́a la frecuencia escuchada por el cerebro cuando las se ̃nales externas no son conmen- surables. Este fen ́omeno, extensible a otro tipo de sistemas siempre que estos sean excitables, se conoce actualmente co- mo resonancia fantasma. En el presente traba jo, partiremos de las tesis propuestas por Chialvo et al. para predecir las frecuencias fantasmas y demostraremos que no es necesario ni que el sistema sea excitable ni la presencia de ruido en el mismo. En otras palabas, mostraremos que la resonancia fantasma puede ocurrir en sistemas completamente deter- ministas. Para ello utilizaremos un sistema ́optico en el que, mediante la combinaci ́on de dos se ̃nales pulsadas (“se ̃nales de entrada”) dentro de un cristal no lineal, generaremos una se ̃nal de segundo arm ́onico cuya frecuencia din ́amica no se corresponde con la frecuencia de ninguna de las se ̃nales de entrada. Mediante este experimento, acompa ̃nado de un es- tudio te ́orico, demostraremos la existencia de una resonancia fantasma determinista que se basa ́unicamente en la detec- ci ́on de coincidencias entre se ̃nales de entrada pulsadas [3].