Μελέτη δείχνει ότι το ανθρώπινο μάτι μπορεί να ανιχνεύσει ένα μόνο φωτόνιο

ο αναγνώστης παρακολούθησης ματιών βοηθά τον άνθρωπο
Marcos Osorio Cecilia/123rf
Το ανθρώπινο μάτι είναι μια απίστευτη μηχανή. Όσον αφορά την τεχνολογία της κάμερας τα τελευταία 150 χρόνια, καμία κάμερα καταναλωτικής ποιότητας δεν πλησιάζει τις οπτικές δυνατότητες των οφθαλμικών μας συσκευών.

Πόσο ικανοί είναι όμως οι βολβοί των ματιών μας; Σύμφωνα με ένα νέο μελέτη που δημοσιεύτηκε από την Nature Communications, το ανθρώπινο μάτι είναι αρκετά ισχυρό ώστε να ανιχνεύει ένα μόνο φωτόνιο που κατευθύνεται στον αμφιβληστροειδή. Ένα φωτόνιο, για να προσφέρει μια ανανέωση, είναι το μικρότερο σωματίδιο από το οποίο αποτελείται το φως - και όλη η άλλη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.

Προτεινόμενα βίντεο

Όπως εξηγείται από το Los Angeles Times, «Ακόμη και οι πιο εξελιγμένες τεχνητές συσκευές απαιτούν ένα δροσερό, ελεγχόμενη από τη θερμοκρασία περιβάλλον για να επιτευχθεί το ίδιο κατόρθωμα».

Μέχρι τώρα, οι μελέτες έχουν δείξει ότι οι άνθρωποι είναι σε θέση να αντιληφθούν μόλις πέντε έως επτά φωτόνια. Οι επιστήμονες πίστευαν ότι το ανθρώπινο μάτι ήταν ικανό να δει ακόμη λιγότερα φωτόνια, αλλά οι συσκευές που χρησιμοποιήθηκαν για την απελευθέρωση των ακτίνων δεν ήταν αρκετά ακριβείς, αφήνοντας τους ερευνητές αβέβαιους για τον ακριβή αριθμό των φωτονίων που απελευθερώθηκαν από το φως πηγή.

Αυτή η πιο πρόσφατη έρευνα έλυσε αυτό το ζήτημα χρησιμοποιώντας αυθόρμητη παραμετρική καθοδική μετατροπή (SPDC), α διαδικασία κβαντικής οπτικής όπου ένας εξειδικευμένος κρύσταλλος χρησιμοποιείται για να χωρίσει τις δέσμες φωτονίων σε ζεύγη φωτόνια. Αυτά τα δύο φωτόνια χωρίζονται μεταξύ του ματιού του θέματος και ενός ανιχνευτή. Εάν ο ανιχνευτής αναγνωρίσει ένα φωτόνιο, τότε οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι στάλθηκε επίσης στο θέμα.

Το μέγεθος του δείγματος που χρησιμοποιήθηκε για τις δοκιμές ήταν πολύ μικρό. Μόνο τρία αρσενικά, όλα στα είκοσί τους και όλα με σχεδόν τέλεια όραση, δοκιμάστηκαν. Αφού καθόταν σε ένα κατάμαυρο δωμάτιο για 40 λεπτά, ζητήθηκε από το υποκείμενο να πιάσει μια μπάρα για δάγκωμα και βάλτε το κεφάλι του μέσα σε ένα προσκέφαλο για να εξασφαλίσετε ότι τα φωτόνια θα απελευθερωθούν τέλεια στο δικό του αμφιβληστροειδής χιτώνας.

Μόλις ξεκουραστούν, συγκρατηθούν και ήταν έτοιμα, ζητήθηκε από τα υποκείμενα να πατήσουν ένα κουμπί, το οποίο πυροδότησε δύο διακριτές ηχητικές ενδείξεις ένα δευτερόλεπτο το ένα από το άλλο. Μετά την ολοκλήρωση, οι συμμετέχοντες ρωτήθηκαν ποιος από τους θορύβους συνοδευόταν από ένα φωτόνιο εκτός από μια βαθμολογία για το πόσο σίγουροι ήταν για αυτήν την απόφαση.

Πάνω από 30.000 δοκιμές ολοκληρώθηκαν σε αυτά τα θέματα. Αλλά μόνο 2.420 από αυτά ήταν γεγονότα ενός φωτονίου. Ο λόγος για αυτό ήταν η δημιουργία ενός ελέγχου για να διασφαλιστεί ότι τα δεδομένα δεν ήταν μεροληπτικά.

Σύμφωνα με την εφημερίδα, τα υποκείμενα ήταν σε θέση να ανιχνεύσουν πότε εκτοξεύτηκε ένα μόνο φωτόνιο στο 51,6% των περιπτώσεων, αριθμός στατιστικά αρκετά σημαντικός για να διασφαλίσει ότι δεν ήταν τυχαία εικασία.

Οι επιστήμονες είναι εργάζονται ήδη ανάπτυξη καμερών που μπορούν να καταγράφουν μεμονωμένα φωτόνια. Αλλά προς το παρόν, και πιθανότατα για τα επόμενα χρόνια, αυτές οι κάμερες δεν θα βλέπουν τόσο πολύ όσο το φως της ημέρας σε επίπεδο καταναλωτή.

Μέχρι τότε, θα πρέπει απλώς να απολαμβάνουμε τις δυνατότητες χαμηλού φωτισμού μέσω των δικών μας φακών και να μάθουμε πώς να αξιοποιήσουμε στο έπακρο τις κάμερες που έχουμε διαθέσιμες.

Συστάσεις των συντακτών

  • Πρόχειρο σύστημα μονάδας φωτός φωτονίου: Ιδανικό για φωτογραφίες προϊόντων

Αναβαθμίστε τον τρόπο ζωής σαςΤο Digital Trends βοηθά τους αναγνώστες να παρακολουθούν τον γρήγορο κόσμο της τεχνολογίας με όλα τα τελευταία νέα, διασκεδαστικές κριτικές προϊόντων, διορατικά editorial και μοναδικές κρυφές ματιές.