Stochastická rezonance je zesílení periodického signálu působením bílého šumu o určité síle. Je to univerzální jev vlastní mnoha nelineárním systémům , které jsou pod vnějším vlivem jak chaotického , tak slabého periodického vlivu.
Termín „stochastická rezonance“ byl zaveden v roce 1981 v článku R. Benziho, A. Sutera a A. Vulpianiho [1] , ve kterém autoři zkoumali periodicitu nástupu dob ledových a zjistili nárůst slabého signálu když byl aplikován šum . V roce 1983 byl tento jev podrobně studován v Schmittově spouštěči a poté byl objeven v mnoha fyzikálních, chemických a biologických systémech.
Zvažte jakýkoli bistabilní systém, který má také rozptyl . Působením dostatečného vnějšího vlivu může systém přejít do jiného stavu. Pokud je dostatečná vnější akce periodická, pak se systém bude také periodicky pohybovat z jednoho stavu do druhého. Ale nedostatečný (podprahový) dopad nezpůsobí reakci systému.
Pokud je vnější vliv náhodný ( šum ), pak systém „bloudí“ chaoticky a po neurčité době, jejíž průměrná hodnota závisí na síle šumu , bude schopen přeskakovat z jedné pozice do druhé. Dynamika takových skoků bude nestálá.
Uvažujme nyní o celkovém působení podprahových periodických a chaotických vlivů. Podprahová periodická porucha sama o sobě nebude schopna přenést systém do jiného stavu, ale šum tomu pomáhá tím, že přivede akci do „kritického“ stavu. Výsledkem je, že odezva systému vykazuje periodicitu, která je právě určena slabým periodickým působením.
Optimální (vedoucí k maximálnímu odstupu signálu od šumu) je výkon šumu, při kterém je charakteristická životnost systému v jednom stavu rovna polovině periody periodické poruchy. Příliš mnoho nebo příliš málo hluku činí systém méně citlivým na slabé cyklování.