La figure montre comment une erreur d'arrondi du type observé dans les chronomètres provoque la perte de symétrie dans un jeu mathématique. Crédit :David A. Faux
À l'approche des Jeux olympiques d'été, le monde se concentrera sur les photos d'arrivée et les courses déterminées par de simples fractions de seconde. L'obtention de telles mesures d'une fraction de seconde repose sur un arrondi parfait d'un temps brut enregistré par un chronomètre ou un système de chronométrage électronique à un temps soumis.
Des chercheurs de l'Université de Surrey ont découvert que certains chronomètres commettaient des erreurs d'arrondi lors de la conversion des heures brutes en heures finales soumises. Dans Journal américain de physique , par les éditions AIP, David Faux et Janet Godolphin décrivent une série de simulations informatiques basées sur des procédures de conversion des temps de course bruts pour l'affichage.
Faux a été inspiré lorsqu'il a rencontré le problème de première main alors qu'il faisait du bénévolat lors d'une compétition de natation. Tout en aidant les temps d'entrée dans l'ordinateur, il a remarqué qu'une grande partie des heures saisies étaient arrondies à la demi-seconde ou à la seconde complète la plus proche.
"Plus tard, lorsque les fréquences des paires de chiffres ont été tracées, un modèle distinct a émergé, " a-t-il dit. " Nous avons découvert que la distribution des paires de chiffres était statistiquement incompatible avec l'hypothèse selon laquelle chaque paire de chiffres était également probable, comme on peut s'y attendre des chronomètres."
Les chronomètres et les systèmes de chronométrage électroniques utilisent des oscillateurs à quartz pour mesurer les intervalles de temps, avec chaque oscillation calculée comme 0,0001 seconde. Ces temps sont ensuite traités pour affichage à 0,01 seconde, par exemple, au public sur un site sportif.
Faux et Godolphin se sont mis au travail en simulant environ 3 millions de temps de course correspondant à des nageurs de tous âges et de toutes capacités. Comme prévu, les temps bruts indiquaient que chaque fraction de seconde avait la même chance d'être un temps de course. Par exemple, il y avait 1% de chance qu'un temps de course se termine en 0,55 seconde ou 0,6 seconde.
Lorsqu'ils ont traité les temps bruts via la routine d'affichage standard, la distribution uniforme a disparu. La plupart des temps étaient correctement affichés.
Lorsque des erreurs d'arrondi se sont produites, ils entraînaient généralement des changements d'un centième de seconde. Un temps brut de 28.3194 a été converti en un temps affiché de 28.21.
"La question à laquelle nous devons vraiment répondre est de savoir si les erreurs d'arrondi ne sont pas corrigées dans les systèmes de chronométrage électronique utilisés dans les événements sportifs du monde entier, " a déclaré Faux. " Jusqu'à présent, nous n'avons pas été en mesure de découvrir l'algorithme réel qui est utilisé pour traduire un nombre d'oscillations de quartz en un affichage. "
Les chercheurs ont collecté plus de 30, 000 temps de course des compétitions de natation et étudiera si des schémas de chronométrage anormaux apparaissent dans la collection, ce qui suggérerait le potentiel d'erreurs d'arrondi dans les grands événements sportifs.