Для возбуждения сетчатки оказалось достаточно трех фотонов

15 июня 2015

Сетчатка глаза под микроскопомИзображение: Zeiss Microscopy / Flickr

Команда физиков из Университета Иллинойса получила самое надежное на сегодняшний день подтверждение того, что человеческий глаз способен различать вспышку в несколько фотонов. Об этом рассказала на встрече Американского Физического Общества руководитель группы, Ребекка Холмс. Кратко ознакомиться с сообщением можно в журнале Nature.

В эксперименте ученые использовали специальное оборудование лаборатории квантовой оптики, которое создавало пучки света, содержащие строго по 30 фотонов. Добровольцам предлагалось определить местоположение этих пучков на экране. Проанализировав данные, физики обнаружили, что подопытные угадывали положение вспышек достоверно чаще, чем если бы они отвечали случайным образом.

По расчетам авторов, из 30 выпущенных фотонов в среднем до сетчатки глаза доходило десять процентов частиц — остальные могли теряться из-за рассеяния в воздухе, отражения и поглощения поверхностью глаза. 

Работу прокомментировал Николас Гисин, исследователь из Университета Женевы, впервые показавший, что человеческий глаз может видеть квантовые оптические эффекты. По его словам, полученные данные — лучшее на данный момент подтверждение того, что человеческий глаз может различать столь слабые вспышки. Гисин знаком с предварительными результатами работы Холмс, однако важно отметить, что они еще не прошли обязательный для научной статьи этап рецензирования. 

Ранние исследования, по словам Ребекки Холмс, ограничили количество фотонов, различимых человеческих глазом, рамками от двух до семи частиц. Отдельные клетки сетчатки могут регистрировать и единичные кванты света, но сигнал, порождаемый только одной клеткой, не обязательно дойдет до мозга. В своих дальнейших экспериментах Холмс надеется «увидеть» глазами подопытных суперпозицию фотонов.

Оптические возможности сетчатки до сих пор являются предметом исследований. К примеру, недавно ученые обнаружили, что помимо традиционного оптического диапазона (400-800 нанометров), наш глаз способен видеть и инфракрасное излучение (около 1000 нанометров), благодаря двухфотонному поглощению.

Оригинальная публикация - https://nplus1.ru/news/2015/06/15/three-photons-flash