Итак, в истории изучения самой важной системы коммуникации человека с миром — зрения — случился важный прорыв. Учёные сумели экспериментально показать, что одного-единственного кванта света достаточно, чтобы сигнал от него дошёл до зрительной коры. Исследование учёных опубликовано в журнале Nature Communications.
О «способности человеческого глаза распознавать отдельные фотоны» пишут давно — даже в учебниках. Однако может ли человек увидеть один фотон, было неясно. Ясно было, что этого фотона видимого света должно хватить на измерение конформации белка родопсина, светочувствительной молекулы, которой мы «видим». Однако достаточно ли будет этого фотона для того, чтобы, по принципу «всё или ничего» случилось «всё» и отработала вся цепочка: сетчатка — зрительный нерв — зрительная кора, и человек увидел свет. До сих пор экспериментаторам удавалось показать, что для того, чтобы увидеть свет, нужно 5-7 фотонов.
Схема восприятия визуальной информации мозгом
Новый эксперимент удался в первую очередь, благодаря тому, что Алипаша Вазири (Alipasha Vaziri) и его коллеги из венского Исследовательского института молекулярной патологии сумели создать устройство, достоверно испускающее в направлении глаза испытуемого один-единственный фотон.
Дальнейшее было делом техники: 30 тысяч попыток испытуемых увидеть, “вышел” фотон из устройства или нет (а выходил он реже, чем в каждом десятом тесте – чуть менее 2500 раз). И оказалось, что фотоны достовернее видят, чем просто угадывают (51,6 процента).
Более того, если второй фотон “приходил” на сетчатку не позже, чем через 10 секунд, чем первый, вероятность правильного ответа увеличивалась до 56 процентов.
Direct detection of a single photon by humans
Jonathan N. Tinsley, Maxim I. Molodtsov, Robert Prevedel, David Wartmann, Jofre Espigulé-Pons, Mattias Lauwers & Alipasha Vaziri
Nature Communications
doi:10.1038/ncomms12172
