볼츠만 상수 전자 측정을 위한 스펙트럼 모델 선택

본 논문은 Johnson Noise Thermometry(JNT)를 이용한 볼츠만 상수(k) 측정에서 발생하는 주파수 의존성 비율 스펙트럼을 정밀하게 모델링하고, 모델 선택 및 분석 대역폭 선택에 따른 불확실성을 체계적으로 정량화하는 새로운 통계적 프레임워크를 제시한다. 1. **배경 및 필요성** JNT는 저항에 흐르는 열 잡음과 양자 정확 전압 잡음원(QVNS)에서 발생하는 잡음의 전력 스펙트럼 밀도(PSD) 비율 r(f)를 측정함으로써 k를 추정한다. 이론적으로 1 GHz 이하에서는 r(f)가 일정하지만, 실제 실험에서는 전송선의 임피던스 불일치, 전자기 간섭, 필터링 등으로 인해 주파수에 따라 변동한다. 이러한 변동을 무시하고 단순히 낮은 주파수 대역만 사용하거나 차수를 임의로 정하면 추정값에 편향과 과소평가된 불확실성이 발생한다. 2. **스펙트럼 모델링** 저자들은 r(f)를 짝수 차수(d=2i_max) 다항식으로 모델링한다. \