Oko rejestruje pojedynczy foton

[KopalniaWiedzy.pl 360]

Na University of Illinois at Urbana-Champaign udało się odpowiedzieć na postawione przed 70 laty pytanie o granice czułości ludzkiego wzroku. Okazało się, że jesteśmy w stanie wykryć pojedynczy foton. W końcu odpowiedzieliśmy na pytanie, czy człowiek może zobaczyć pojedynczy foton - tak, może - cieszy się Paul Kwiat, specjalista ds. optyki kwantowej. Najbardziej zadziwiające jest, że nie tyle widzimy to światło, co je czujemy. To coś na granicy wyobraźni - mówi Alipasha Vairi, fizyk z Rockefeller University, który stał na czele grupy badawczej i prowadził eksperymenty również na sobie.

Technika wykorzystana podczas badań może posłużyć również do sprawdzenia, w jaki sposób właściwości kwantowe, takie jak np. jednoczesna obecność fotonu w dwóch miejscach, wpływają na systemy biologiczne.

Naukowcy wiedzieli od pewnego czasu, że komórki pręcików oczu żaby reagują na pojedyncze fotony. Jednak, jako że siatkówka filtruje szum z obrazu, nie było jasne, czy reakcja pręcika na foton wytworzy sygnał, który jest w stanie dotrzeć do mózgu. W ubiegłym roku Rebecca Holmes, która współpracuje z Kwiatem, przeprowadziła badania (jeszcze nieopublikowane), z których wynikało, że ludzkie oczy reagują na zestaw trzech fotonów. Teraz Vaziri przeprowadził eksperyment z pojedynczym fotonem.
W eksperymencie wzięło udział trzech ochotników. Najpierw przez 40 minut siedzieli oni w kompletnych ciemnościach. Następnie mieli się patrzeć w specjalny system optyczny. Gdy naciskali guzik słyszeli dwa sygnały dźwiękowe, które następowały sekundę jeden po drugim. Czasem jednemu z tych sygnałów towarzyszyła emisja pojedynczego fotonu. Zadaniem badanych było stwierdzenie, kiedy foton został wyemitowany i określenie, w skali 1-3, na ile są pewni, że do emisji doszło.

W sumie wszyscy trzej ochotnicy mieli do czynienia z 2400 próbami, w czasie których foton wyemitowano i ze znacznie większą liczbą takich, podczas których foton się nie pojawił. W wielu przypadkach się mylili, co nie jest zaskakujące, biorąc pod uwagę fakt, że ponad 90% fotonów docierających do naszych oczu nigdy nie trafia do pręcików, gdyż są absorbowane lub odbijane od innych części oka. Jednak liczba prawidłowych odpowiedzi była wyższa niż wynikałoby to tylko z przypadkowego zgadywania, a tam, gdzie odpowiedź była prawidłowa badani oceniali ją jako bardziej pewną niż tam, gdzie się mylili.

Nie wszyscy naukowcy są przekonani do powyższego eksperymentu. Leonid Krivitskiy z singapurskiej Agencji Nauki, Technologii i Badań mówi, że w eksperymencie powinno wziąć udział więcej osób i nie powinni być to wyłącznie mężczyźni, gdyż wzrok kobiet i mężczyzn nieco się różni. Przyznaje jednak, że eksperyment został dobrze zaprojektowany i może dać odpowiedź na pytanie o możliwość wyłapania pojedynczego fotonu przez ludzkie oko.

Vaziri planuje teraz przeprowadzenie eksperymentów badających, w jaki sposób oczy reagują na fotony znajdujące się w różnych stanach kwantowych. Szczególnie interesuje go superpozycja. Chce odpowiedzieć na pytanie, czy ludzki mózg jest w stanie ją zarejestrować.

« powrót do artykułu

[Guest Astro]

 

 

To coś na granicy wyobraźni - mówi Alipasha Vairi, fizyk z Rockefeller University, który stał na czele grupy badawczej i prowadził eksperymenty również na sobie.

 

Nie ma to jak solidna, fizyczna metodologia.

[nantaniel 60]

Rezonanse szmanse. Zrobi się ankietę na granicy wyobraźni i gotowe

[glaude 40]

"Technika wykorzystana podczas badań może posłużyć również do sprawdzenia, w jaki sposób właściwości kwantowe, takie jak np. jednoczesna obecność fotonu w dwóch miejscach, wpływają na systemy biologiczne."

 

Juz węch próbowano kwantowo wyjaśniać i jakoś sie nie udało.

Nie tylko w siatkówce tłumiony jest szum. Na całej drodze wzrokowej dochodzi do odfiltrowywania. Dla mnie bzdurą jest wniosek końcowy tych badań.

Szkoda, ze badani nie odpowiadali, w której części pola widzenia dostrzegają ten foton? No i ile tych fotonów było?

Myślę, ze nie uda im sie tego opublikować w zadnym recenzowanym periodyku. Powinni od razu złozyć abstrakt do pisma sf.

[ww296 10]

Jak rozumiem ile ich zobaczyli kiedy wypuszczony został jeden to dopiero kolejny eksperyment ma sprawdzać

[TrzyGrosze 67]

Najbardziej zadziwiające jest, że nie tyle widzimy to światło, co je czujemy. To coś na granicy wyobraźni[/i]

Może czopki niewinne.

Może wreszcie widzenie pozazmysłowe.(, ale kto wie...)

Za wiki: ESP - postrzeganie pozazmysłowe jest nazwane jako "szósty" zmysł, instynkt lub przeczucie, jest również znana jako intuicja.

Edited July 20, 2016 by TrzyGrosze

[Jajcenty 314]

 

 

Może czopki niewinne

Dawno temu w "Poblemach"  czytałem, że oko kota jest zdolne zarejestrować pojedynczy foton. Nie pamiętam metody, ale musiała być inna niż ankieta ;P

[thikim 119]

Jak parę razy byłem w kabinie badającej słuch to też słyszałem na granicy wyobraźni. Wyniki jednak sugerują że to nie była wyobraźnia. Aczkolwiek biorąc pod uwagę refleks mój i lekarza to mogłem trafiać niekoniecznie dlatego że słyszałem.

 

 

Najbardziej zadziwiające jest, że nie tyle widzimy to światło, co je czujemy

To jest najmniej zadziwiające. Jak się czegoś nie widzi to można tylko poczuć

 

 

biorąc pod uwagę fakt, że ponad 90% fotonów docierających do naszych oczu nigdy nie trafia do pręcików, gdyż są absorbowane lub odbijane od innych części oka.

To może być klucz do eksperymentu plus tłumienie w wielu innych miejscach

Jeśli z góry zakładamy że ponad 90 % nie możemy zobaczyć czy poczuć i to strata w zasadzie na jednym elemencie.

Załóżmy że jest gorzej: że ponad 99 % pojedynczych fotonów nie zobaczymy.

Czyli na 1000 fotonów badamy próbę z 10 fotonów? A w pozostałych 990 fotonach to skąd wiadomo czy nie trafiły do pręcika czy ich nie zarejestrowano?

Edited July 20, 2016 by thikim

[Guest Astro]

Ja w tej pracy widzę potencjał. Zastanawiam się, czy następna próba publikacji nie pójdzie w kierunku: "Kannabinoidy a postrzeganie fotonów z zakresu UV".

Ed: co tam fotony i kury. Naliczyliśmy z Najpiękniejszą 67 nietoperzy, które wychynęły ze szczeliny, w którą zapewne z kłopotem wchodzi młotek.

[thikim 119]

A dlaczego nie humanoidy? a czucie promieniowania gamma

albo

percepcja splątanych fotonów a płeć.

Edited July 20, 2016 by thikim

[tempik 84]

Widzę tutaj związek z homeopatią, gdzie im mniej aktywnej substancji tym lepszy efekt. i nawet 1 cząsteczka stawia na nogi. Ba, nawet są rozcieńczenia że praktycznie niema szans na trafienie 1 cząsteczki w tabletce a mimo to działa i uzdrawia.

A wracając do oka, przy takiej czułości spoglądając na nocne niebo widziałbym jedną,wielką plamę gwiazd.

 

Oczywiste jest że jak foton wypadnie do oka to zostanie pochłonięty, ale efektu fotopowielacza jak w detektorach neutrin nie ma

Edited July 20, 2016 by tempik

[TrzyGrosze 67]

Jak się czegoś nie widzi to można tylko poczuć

 

L.E.Stefański opisywał i w TV prezentował dziewczynkę widzącą palcami, tzn wodziła palcami ( oczy zasłonięte) po narysowanych liniach. Jak dziewczynka dojrzała, talent zanikł.

Naliczyliśmy z Najpiękniejszą 67 nietoperzy, które wychynęły ze szczeliny, w którą zapewne z kłopotem wchodzi młotek.

Mam czasami okazję pochodzić na poddaszach kościołów i charakterystyczne kupki nietoperzego guana zdarzają pod stropami z desek kładzionymi na styk ( taki niedokładny). Mysz przechodzi przez 5mm szczelinę, a nietoperz to przecież latająca mysz.

Oj niezapomnę nietoperza, który w środku nocy latał nam po sypialni. I nie wierzę w tę ich echolokację: moje a nie jego uniki ratowały nas od kolizji. Hmmm, może upiorne piski Mojej zagłuszały jego sonar?

[tempik 84]

Włosy zakłócają echolokacje

[Guest Astro]

TrzyGrosze, ta szczelina to jakieś 2 metry od okna, w którym lubię sobie popalać słuchając zwykle ciszy, a czasem dobrej muzyczki z tyłu.

Może moja łepetyna to zbyt słaba stacja zakłócająca echolokację, bo czasami jak sobie palę, to jeden, albo drugi , poprzelatuje sobie w odległości metra. Nie widzę powodu do paniki. To komary mają przechlapane.

[thikim 119]

 

 

Ba, nawet są rozcieńczenia że praktycznie niema szans na trafienie 1 cząsteczki w tabletce a mimo to działa i uzdrawia.

Tak, kojarzę o czym piszesz. Lek na przeziębienie jeśli dobrze pamiętam

 

 

moje a nie jego uniki ratowały nas od kolizji

.

Sprawdzał kto ma jaja

[Guest Astro]

Ed: to oczywiście ich letnia kryjówka. Zimują parę kilometrów dalej.

[TrzyGrosze 67]

Sprawdzał kto ma jaja

To mu się popieprzyło ( kapsaicyną), bo latał na wysokości głowy.

Włosy zakłócają echolokacje

Nie kwestionuję, ale że nie byłem sam, więc musiałem udawać bohatera i stawić czoła, które mam nieowłosione czyli taki stealt nie byłem.

 

czasami jak sobie palę, to jeden, albo drugi , poprzelatuje sobie w odległości metra. Nie widzę powodu do paniki.

Nocek duży ( rozpiętość skrzydeł 40 cm) w środku nocy, pokój 3x4,panika żony, odległości liczone w cm ( z małą przesadą ), akcja trwająca wieczność ( 1-2min), nietoperze mogą być zarażone wścieklizną. Nie była to przyjemna sytuacja. Edited July 21, 2016 by TrzyGrosze

[glaude 40]

Mam pytanie do fizyków. Jak oni mogli przecyzyjnie przesłać (odmierzyć) jeden foton do siatkówki?

Czy to jest mozliwe technicznie, ze rozpędzają tylko jeden foton - a nie dwa, czy przypadkowo trzy?

No i jak nadać mu precyzyjny kierunek, zeby dotarł do czopka - bo pręcik nie wchodzi w grę z przyczyn oczywistych? A czopki są w zasadzie zgrupowane tylko w plamce, a nie w całej siatkówce.

Im dłuzej o tym myślę, tym większą brednią jest dla mnie to doświadczenie.

[Guest Astro]

Nie bardzo znam temat, ale zobacz sobie np. dyskusję chłopaków:

https://www.physicsforums.com/threads/how-does-one-emit-a-single-photon.255091/

(szczególnie trzeci wpis i linki tam pomieszczone).

Na wiki też można coś wyklikać:

https://en.wikipedia.org/wiki/Single-photon_source

Generalnie chodzi o pułapkowanie pojedynczego atomu/ cząsteczki.

[tempik 84]

obecnie wygenerowanie pojedynczego fotonu to już nie problem, ale nie sadze żeby ci od tego experymentu mieli dostęp do takiej technologii, nie sądze żeby człeka wsadzili w takich warunkach żeby tylko ten jeden właściwy foton miał szanse dotrzec do oka(to raczej oznaczałoby smierć ochotnika). No i tak jak pisze Glaude, szansa że pojedynczy foton trafi w receptor są ekstremalnie niskie

[Guest Astro]

nie sadze żeby ci od tego experymentu mieli dostęp do takiej technologii

 

Ponieważ coś tam opublikowali:

http://www.nature.com/ncomms/2016/160719/ncomms12172/full/ncomms12172.html

to

with a quantum light source that can generate single-photon states of light

Oczywiście zawsze można twierdzić, że kłamią.

 

Ed.

Nie podoba mi się oczywiście wyciąganie dalekosiężnych wniosków na podstawie badania trzech ludków. Większej rozwagi wymagałoby też przyjrzenie się całemu ustrojstwu pomiarowemu. Nie wczytywałem się w artykuł, ale zapewne ciekawe byłyby wnioski z równie licznego badania "ślepego". No i Tempik, autorzy mają doskonałą świadomość, że 90% fotonów w ogóle nic nie powoduje, gdyż ulega odbiciu/ rozproszeniu w takim łoku. Podzielam zdanie Glaude, że brakuje paru rzeczy do tego, by uznać to wszystko za "ścisłe".

Edited July 21, 2016 by Astro

[tempik 84]

 

 

Podzielam zdanie Glaude, że brakuje paru rzeczy do tego, by uznać to wszystko za "ścisłe".

 

brakuje jednej podstawowej rzeczy, bez której nawet nie ma co gadać: nie podali(ciekawe dlaczego?) jaki jest stosunek dobrych do złych strzałów badanych. bo jeśli na te parę tys. prób różnica miedzy zobaczeniem a pudłem wynosi np. 10 to sorry... równie dobrze mogę naukowo udowodnić że niektórzy ludzie mają biologiczne predyspozycje do wygrywania w totolotka

[Guest Astro]

Nie do końca, ale dla mnie sprawa jest prostsza. Posadźmy delikwenta na parę godzin w ciemności i niech naciska guzik (bez żadnych stymulantów jak dźwięk) w sytuacji, gdy "wydaje mu się", że widzi. Ciekaw jestem korelacji.

Kiedyś ludkowie przeprowadzili bardzo ciekawy eksperyment dotyczący różczkarstwa. Współczynnik korelacji wskazań i położeń wyszedł tak okrąglutki, jak tylko może wyglądać zero.

[thikim 119]

Ciekawe ile trwa taki pojedynczy foton dla czopka?

Edited July 21, 2016 by thikim

[tempik 84]

 

 

Ciekawe ile trwa taki pojedynczy foton dla czopka?

 

chwilkę, moment, mgnienie oka, tylko nie wiem w jakim układzie miar są te jednostki