Kan det mänskliga ögat se en enda foton?

Smith & Thell feat. Swedish Jam Factory - Forgive Me Friend (Official Video) (Juni 2019).

Anonim

Ja, människor kan upptäcka en enda foton som faller på sina ögon under kontrollerade förhållanden. Men att se en enda foton kommer inte att vara något som att se regelbundet material i vardagen. Det skulle vara mer som en kort känsla, en kortvarig känsla av att du har sett något.

Mänskliga ögon är en av människans största underverk. De gör att vi kan se miljontals färger i olika ljusförhållanden. Vi har emellertid alltid försökt bestämma sin sanna potential - de längst de kunde se ett föremål, de svagaste ändringarna i nyans som de kunde registrera och det minsta ljuset de kunde uppleva.

Vi hade en ganska anständig idé om de två första; Det är den tredje som höll forskare gissar i åratal.

Det mänskliga ögat

Det mänskliga ögat kan jämföras med en kamera som samlar och fokuserar ljus och projekterar det på en skärm på baksidan (näthinnan). (Betalningar: Piotr Krzeslak / Shutterstock)

Som man kan föreställa sig består det mänskliga ögat av ett antal mindre komponenter som arbetar tillsammans för att hjälpa oss att se. För omfattningen av denna artikel är vi intresserade av de två huvudtyperna av sensorer som gör att vi kan upptäcka ljus och skilja mellan olika färger.

I näthinnan (en ljuskänslig skärm bakom ögonen) finns det två typer av fotoreceptorer: kottar och stavar. Cones är fotoreceptorer som tillåter människor att se färger. De aktiveras vid höga ljusförhållanden, varför vi har problem med att se färg när det är för mörkt runt oss.

Stångar å andra sidan är extremt känsliga för ljus, och de borde vara, med tanke på att de är ansvariga för sin vision under svaga ljusförhållanden. Ju högre antal stavar desto bättre kan man se i mörkret. Alldeles förutsägbart, därför har vissa nattliga djur (t.ex. katter, ugglor etc.) ett stort antal stavar i ögonen, vilket ger dem en lysande nattvyn.

Foton: Partiklarna som "bär" ljus

En konstnärs representation av fotoner - de lilla energipaket som bär ljus. (Foto Kredit: ProMotion / Shutterstock)

Dessa fotoner är vad som faller på våra ögon och låter oss se saker.

Vad är det minsta antal foton som våra ögon kan upptäcka?

Hecht och kollegor förklarade för cirka 75 år sedan att ögat kunde upptäcka även en enda foton. Den nödvändiga tekniken för att testa den hypotesen hade dock saknats.

Snabbspolning fram till 2016, när Jonathan Tinsley vid Wiens forskningsinstitut för molekylär patologi och medlemmar i hans grupp i USA och Österrike faktiskt byggde en kvantoptisk enhet som kunde generera så få som två fotoner åt gången. De genomförde en serie på 30.767 försök med tre manliga deltagare i 20-talet (du kan hitta länken till deras publicerade studie längst ner i artikeln).

Av resultaten som erhölls i försöken drogs slutsatsen att sannolikheten för en människa som korrekt upptäckte en enda foton var något mer än 50%. Även om detta kan verka bara ovanför slumpmässig chans, hävdar forskare att det är ett statistiskt signifikant resultat.

Det finns emellertid ganska stor skillnad mellan att upptäcka och att faktiskt se någonting.

Forskare säger att en enda foton inte ens är en mycket dim ljuskälla; det är faktiskt mycket annorlunda. "Det är mer en känsla av att se något, än att verkligen se det.", Säger en av författarna av studien. "Om du någonsin har tittat på en svag stjärna i natthimlen och en sekund ser du det, men nästa sekund gör du inte

.

Det är så sånt. "