הגדרה של תנועה בראונית
התופעה הפיזיקלית של תנועה בראונית מתייחסת לתזוזה החריפה של חלקיקים זעירים הטבולים בחומר כלשהו. גילוי התופעה בוצע בתחילת המאה ה -19 על ידי בוטנאי ורופא סקוטי, רוברט בראון.
תצפיות בתנועה הבלתי יציבה של אבקה
לאחר ניתוח התנועה האקראית של גרגרי אבקה בתוך חומר נוזלי, המדען הסקוטי צפה בסדרה של תופעות:
1) שמסלולי האבקה היו רציפים,
2) שתנועות האבקה היו בלתי יציבות וככל הנראה לא קשורות זו לזו במרווחי זמן שונים
3) כי לחלקיקי האבקה התנגשויות מרובות עם מולקולות החומר הנוזלי.
תגלית מדעית שניתן להדגים באמצעות ניסוי פשוט
אם נמלא כוס במים חמים ועוד במים קרים ונשים כמה טיפות צביעה בכל אחת מהן, התוצאה שתתקבל תהיה שונה מאוד: תוך שניות ספורות לתוכן הכוס החמה יהיה צבע הומוגני, ואילו הכוס עם מים קרים היא תראה צבע בתחתית הזכוכית.
התופעה מתרחשת מסיבה: ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך תסיסת המולקולות של הנוזל גדולה יותר (לעומת זאת, אם הטמפרטורה נמוכה יותר, תנועת המולקולות תפחת).
תצפיותיו של רוברט בראון באו לידי ביטוי במודל מתמטי מהסוג הסטוכסטי
תהליך סטוכסטי הוא אוסף אינסופי של משתנים אקראיים. כך, ניתן למדוד ולהעריך כל תופעה שמתפתחת באופן אקראי לאורך זמן. חשבון סטוכסטי הוא תחום של מתמטיקה המאפשר לנו להסביר את תנועת החלקיקים הכפופים לכוחות אקראיים.
התנועה הבראונית היא דוגמה לתהליך סטוכסטי פשוט, אך רוברט בראון לא היה זה שהסביר תופעה זו בשפה מתמטית. תופעות סטוכסטיות החלו להיות מובנות מההתקדמות בקינמטיקה, תחום של פיזיקה המכוון לאובייקטים נעים שאינם כפופים לכוחות מקוריים. במילים אחרות, בקינמטיקה מתוארים תנועות של חלקיקים או עצמים אך הגורמים לתנועה זו אינם ידועים.
לחישובים מסוג זה יש מספר יישומים שכן הם מאפשרים הבנה טובה יותר של דרכה של מולקולה בנוזל או בגז, דרכה של חיה במהלך נדידה, שינויים במחירים של חלק מהמניות או המצב הכלכלי של ישות.
צילום פוטוליה: קרלוסקאסטילה
