Fenomena fizikal gerakan Brown merujuk kepada anjakan yang tidak menentu zarah-zarah kecil yang direndam dalam beberapa bahan. Penemuan fenomena ini telah dilakukan pada awal abad ke-19 oleh ahli botani dan doktor Scotland, Robert Brown.

Pemerhatian pergerakan debunga yang tidak menentu

Selepas menganalisis pergerakan rawak debunga serbuk dalam bahan cair, saintis Scotland melihat satu siri fenomena:

1) bahawa trajektori serbuk sari adalah berterusan,

2) perubahan polimer tidak menentu dan nampaknya tidak berkaitan dengan satu sama lain pada selang waktu yang berbeza dan

3) bahawa zarah debunga mempunyai banyak perlanggaran dengan molekul bahan cair.

Penemuan saintifik yang boleh ditunjukkan dengan percubaan mudah

Jika kita mengisi gelas dengan air panas dan yang lain dengan air sejuk dan di dalamnya masing-masing kita memperkenalkan beberapa titis pewarna, hasil yang diperolehi akan sangat berbeza: dalam beberapa saat kandungan kaca panas akan mempunyai warna homogen, manakala kaca dengan air sejuk akan membentangkan pewarna di bahagian bawah kaca.

Fenomena ini berlaku kerana alasan: semakin tinggi suhu, lebih besar pengadukan molekul dalam cecair (sebaliknya, jika suhu lebih rendah, pergerakan molekul akan dikurangkan).

Pemerhatian Robert Brown akhirnya ditangkap dalam model matematik jenis stokastik

Proses stokastik adalah kumpulan pemboleh ubah rawak tak terhingga. Oleh itu, sebarang fenomena yang berubah secara rawak dari masa ke masa boleh diukur dan dinilai. Kalkulus stokastik adalah disiplin matematik yang membolehkan pergerakan zarah yang tertakluk kepada daya rawak untuk dijelaskan.

Usul Brownian adalah satu contoh proses stokastik yang mudah, tetapi bukannya Robert Brown yang menjelaskan fenomena ini dalam bahasa matematik. Fenomena stokastik mulai dipahami dari kemajuan dalam kinematik, disiplin fizik yang berorientasi pada objek yang bergerak yang tidak tertakluk kepada kekuatan asal. Dengan kata lain, kinematik menggambarkan pergerakan zarah atau objek, tetapi penyebab pergerakan ini tidak diketahui.

Jenis pengiraan ini mempunyai pelbagai aplikasi, kerana ia membolehkan kita untuk lebih memahami laluan molekul dalam cecair atau gas, laluan haiwan semasa migrasi, variasi harga saham atau keadaan kewangan entiti.

Foto Fotolia: Carloscastilla