人間の目は単一の光子を検出できることが研究で判明

アイトラッキングリーダーは人間を助ける
マルコス・オソリオ・セシリア/123rf
人間の目は驚くべき機械です。 過去 150 年間にカメラ技術が発展してきた限り、接眼レンズの視覚機能に匹敵する民生用カメラはありません。

それにしても、私たちの眼球にはどれほどの能力があるのでしょうか? 新しいものによると、 勉強 Nature Communications が発表した論文によると、人間の目は網膜に向けられた単一の光子を検出できるほど強力です。 もう一度復習しておくと、光子とは、光やその他すべての電磁放射を構成する最小の粒子です。

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の説明によると、 ロサンゼルス・タイムズ, 「最も洗練された人工装置であっても、同じ偉業を達成するには、涼しく温度管理された環境が必要です。」

これまでの研究では、人間が認識できる光子はわずか 5 ~ 7 個であることが示唆されています。 科学者たちは、人間の目で認識できる光子はさらに少ないと信じていましたが、ビームを放出するために使用された装置は 十分な精度が得られなかったため、研究者らは光から放出された光子の正確な数を確信できませんでした。 ソース。

この最新の研究では、自発的パラメトリック ダウンコンバージョン (SPDC) を使用することでその問題を解決しました。 量子光学プロセス。特殊な結晶を使用して光子ビームをペアに分割します。 光子。 これら 2 つの光子は被験者の目と検出器の間で分割されます。 検出器が光子を認識すると、科学者はそれが被験者にも送信されたことがわかります。

テストに使用されたサンプルサイズは非常に小さかったです。 検査を受けたのは男性3名のみで、全員20代でほぼ完璧な視力を持っていた。 真っ暗な部屋に40分間座った後、被験者はバイトバーを締め付けるように指示されました。 そして、光子が完全に体内に放出されることを保証するために、彼の頭をヘッドレストの内側に置きます。 網膜。

休息し、拘束され、準備が整ったら、被験者はボタンを押すように求められ、ボタンを押すと 2 つの異なる音声キューが 1 秒間隔でトリガーされました。 完了時に、参加者は、その決定にどの程度自信があるかの評価に加えて、どのノイズに光子が伴うのかを尋ねられました。

対象者に対して 30,000 件以上の試験が完了しました。 しかし、そのうち単一光子の出来事は 2,420 件だけでした。 その理由は、データが偏っていないことを保証するための制御を構築するためでした。

論文によると、被験者は単一の光子がいつ発射されたかを51.6%の確率で検知することができ、これはランダムな推測ではないことを保証するのに十分統計的に有意な数値でした。

科学者たちは すでに取り組んでいる 単一光子を記録できるカメラを開発しています。 しかし当分の間、そしておそらく今後何年もの間、これらのカメラは消費者レベルで日の目を見ることはないだろう。

それまでは、独自のレンズを通して低照度機能を楽しみ、利用可能なカメラを最大限に活用する方法を見つける必要があります。

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