Ma quanto sono capaci i nostri bulbi oculari? Secondo un nuovo studio pubblicato da Nature Communications, l'occhio umano è abbastanza potente da rilevare un singolo fotone diretto verso la retina. Un fotone, per rinfrescare la memoria, è la particella più piccola di cui è composta la luce e tutte le altre radiazioni elettromagnetiche.
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Come spiegato dal Los Angeles Times, “Anche i dispositivi più sofisticati realizzati dall’uomo richiedono un ambiente fresco e a temperatura controllata per ottenere la stessa impresa”.
Fino ad ora, gli studi hanno suggerito che gli esseri umani sono in grado di percepire da cinque a sette fotoni. Gli scienziati credevano che l'occhio umano fosse in grado di vedere ancora meno fotoni, ma i dispositivi utilizzati per rilasciare i raggi non erano sufficientemente accurati, lasciando i ricercatori incerti sul numero esatto di fotoni rilasciati dalla luce fonte.
Quest'ultima ricerca ha risolto il problema utilizzando la down-conversion parametrica spontanea (SPDC), a processo di ottica quantistica in cui un cristallo specializzato viene utilizzato per dividere i fasci di fotoni in coppie di fotoni. Questi due fotoni sono divisi tra l’occhio del soggetto e un rilevatore. Se il rilevatore riconosce un fotone, gli scienziati sanno che è stato inviato anche al soggetto.
La dimensione del campione utilizzato per i test era molto piccola. Sono stati testati solo tre maschi, tutti sui vent'anni e tutti con una vista quasi perfetta. Dopo essere rimasto seduto in una stanza buia per 40 minuti, al soggetto è stato chiesto di bloccare un morso e posizionare la sua testa all'interno di un poggiatesta per garantire che i fotoni vengano perfettamente rilasciati nella sua retina.
Una volta riposati, trattenuti e pronti, ai soggetti è stato chiesto di premere un pulsante, che ha attivato due segnali audio distinti a un secondo di distanza l'uno dall'altro. Al termine, ai partecipanti è stato chiesto quale dei rumori fosse accompagnato da un fotone oltre a una valutazione di quanto fossero sicuri di quella decisione.
Sono state completate oltre 30.000 sperimentazioni sugli argomenti. Ma solo 2.420 di questi erano eventi a fotone singolo. La ragione di ciò era creare un controllo per garantire che i dati non fossero distorti.
Secondo lo studio, i soggetti sono stati in grado di rilevare quando un singolo fotone è stato sparato il 51,6% delle volte, un numero statisticamente abbastanza significativo da garantire che non si trattasse di un’ipotesi casuale.
Gli scienziati lo sono già lavorando sviluppare fotocamere in grado di registrare singoli fotoni. Ma per il momento, e probabilmente per gli anni a venire, queste fotocamere non vedranno nemmeno la luce del giorno a livello di consumatore.
Fino ad allora, dovremo solo goderci le funzionalità in condizioni di scarsa illuminazione attraverso i nostri obiettivi e scoprire come sfruttare al meglio le fotocamere che abbiamo a disposizione.
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