Человеческий глаз способен видеть отдельные частицы света

Как бы мы ни пытались, наши глаза не способны видеть в полной темноте. Но уже при наличии всего нескольких частиц света в глазу активируются специальные светочувствительные клетки.

На протяжении десятилетий учёные пытались определить минимальное число фотонов, которое способны воспринимать глаза человека. Ответ на этот вопрос был недавно найден командой исследователей из Университета Иллинойса: нижний предел чувствительности глаза – три фотона.

Клетки-палочки в нашем глазу отвечают за распознавание оттенков серого и наиболее чувствительны к свету (колбочки видят цвета и довольно плохо работают в темноте), поэтому учёные сконцентрировали своё внимание именно на активности палочек. Эксперименты над отдельными клетками в чашке Петри показали, что палочки реагируют даже на единичный фотон света – но в нашем теле это не срабатывает: большая часть света не достигает палочек, поскольку отражается обратно, и даже если клетка среагирует на единственный фотон, наша нервная система, скорее всего, интерпретирует это как ошибку.

В прошлых экспериментах учёные уже определили, что человеческий глаз способен уловить от двух до семи фотонов. Теперь, с более совершенной техникой контроля излучения, этот разброс удалось сократить. В новом испытании добровольцев помещали в абсолютно тёмную комнату. В их глаза направлялись ровно 30 фотонов света – предположительно, палочек достигнет всего 10 процентов от этого числа, то есть три фотона. Участникам эксперимента необходимо было угадать, с какой стороны пришли вспышки, даже если они были уверены, что ничего не видят. При ограничении в 30 частиц добровольцы давали больше верных ответов, чем ошибочных, что даёт основание предположить, что нижний предел чувствительности глаза находится как раз на уровне трёх фотонов.

В будущих экспериментах исследователи хотят провести испытания с ещё меньшим числом частиц, одновременно наблюдая за активностью мозга участников, что позволит определить – улавливают ли их глаза эти фотоны. Также они надеются изучить «квантовую спутанность» — способность фотона быть в двух местах одновременно, и то, как наш глаз интерпретирует это состояние.