Studie visar att mänskligt öga kan upptäcka en enda foton

click fraud protection
eye tracking-läsare hjälper människan
Marcos Osorio Cecilia/123rf
Det mänskliga ögat är en otrolig maskin. När det gäller kameratekniken under de senaste 150 åren, kommer ingen kamera av konsumentkvalitet någonstans i närheten av den visuella förmågan hos våra okulära enheter.

Men hur kapabla är våra ögonglober? Enligt en ny studie publicerad av Nature Communications, är det mänskliga ögat kraftfullt nog att upptäcka en enda foton riktad mot näthinnan. En foton är den minsta partikel som ljus - och all annan elektromagnetisk strålning - består av, för att ge en uppfriskande effekt.

Rekommenderade videor

Som förklaras av Los Angeles Times, "Även de mest sofistikerade konstgjorda enheterna kräver en sval, temperaturkontrollerad miljö för att uppnå samma bedrift."

Fram till nu har studier föreslagit att människor kan uppfatta så få som fem till sju fotoner. Forskare trodde att det mänskliga ögat kunde se ännu färre fotoner, men enheterna som användes för att släppa strålarna var inte tillräckligt exakta, vilket gjorde forskarna osäkra på det exakta antalet fotoner som frigjordes från ljuset källa.

Den senaste forskningen löste problemet genom att använda spontan parametrisk nedkonvertering (SPDC), en kvantoptikprocess där en specialiserad kristall används för att dela fotonstrålar i par av fotoner. Dessa två fotoner delas mellan motivets öga och en detektor. Om detektorn känner igen en foton vet forskarna att den också skickades till ämnet.

Provstorleken som användes för testerna var mycket liten. Endast tre män, alla i tjugoårsåldern och alla med nästan perfekt syn, testades. Efter att ha suttit i ett kolsvart rum i 40 minuter ombads försökspersonen att klämma fast en bitstång och ha sitt huvud placerat inuti ett nackstöd för att säkerställa att fotonerna skulle släppas perfekt in i hans näthinnan.

När försökspersonerna var utvilade, återhållna och redo ombads de att trycka på en knapp, vilket utlöste två distinkta ljudsignaler med en sekunds mellanrum. Efter avslutningen tillfrågades deltagarna vilket av ljuden som åtföljdes av en foton utöver ett betyg om hur säkra de var i det beslutet.

Över 30 000 försök genomfördes på ämnena. Men bara 2 420 av dessa var enfotonhändelser. Anledningen till detta var att bygga upp en kontroll för att säkerställa att data inte var partisk.

Enligt tidningen kunde försökspersonerna upptäcka när en enskild foton avfyrades 51,6 % av tiden, en siffra tillräckligt statistiskt signifikant för att säkerställa att det inte var slumpmässig gissning.

Forskare är arbetar redan på utveckla kameror som kan registrera enstaka fotoner. Men för tillfället, och sannolikt i många år framöver, kommer dessa kameror inte att se så mycket som dagens ljus på konsumentnivå.

Tills dess måste vi bara njuta av funktionerna i svagt ljus genom våra egna linser och ta reda på hur vi får ut det mesta av kamerorna vi har tillgängliga.

Redaktörens rekommendationer

  • Photon Light Module System praktiskt: Perfekt för produktbilder

Uppgradera din livsstilDigitala trender hjälper läsare att hålla koll på den snabba teknikvärlden med alla de senaste nyheterna, roliga produktrecensioner, insiktsfulla redaktioner och unika smygtittar.