211service.com
Sarežģīts jautājums par to, vai cilvēki var novērot atsevišķus fotonus
Vai cilvēki var redzēt atsevišķus fotonus? Tas izklausās kā salīdzinoši vienkāršs jautājums, uz kuru jāatbild, taču problēma ir daudz sarežģītāka un sarežģītāka, nekā kāds varētu domāt. Bet tas arī būtiski ietekmē mūsu pamatotās cerības attiecībā uz nākotnes sensoriem.
Cilvēka acs ir ārkārtīgi jutīga pret gaismu. Fiziķi jau kādu laiku ir zinājuši, ka gaismas jutīgos stieņus acs aizmugurē var stimulēt atsevišķi fotoni. Bet viņi nezina, vai šī ietekme var izplatīties caur vizuālo un kognitīvo sistēmu un novest pie uztveres.
Tehnoloģija šīs idejas pārbaudei ir kļuvusi pieejama tikai nesen. Dažos pēdējos gados fiziķi ir izstrādājuši fotonu pistoles, kas pēc pieprasījuma var radīt fotonu pārus ar augstu uzticamību.
Tagad tu to redzi, tagad nē.
Pāri ir svarīgi, jo tie nodrošina iespēju uzraudzīt, kad ir iedarbināts fotona lielgabals. Viens fotons tiek nosūtīts uz eksperimentu, bet otru patur eksperimentētājs, kurš pēc tam zina, ka lielgabals ir izšāvis.
Pats eksperiments pēc būtības ir vienkāršs. Tas ietver fotona iešaušanu cilvēka acī un pēc tam izlemšanu, vai subjekts to ir novērojis vai nē.
Praksē eksperiments ir sarežģīts, jo īpaši tāpēc, ka ir nepieciešams liels izmēģinājumu skaits, lai iegūtu statistiski nozīmīgu rezultātu, un cilvēku novērotāju neuzticamība.
Pagājušajā mēnesī Alipasha Vaziri no Vīnes universitātes Austrijā un daži draugi publicēja savas šī eksperimenta versijas rezultātus. Viņi staroja atsevišķus fotonus cilvēku acīs un lūdza viņus ierakstīt, kad viņi ieraudzīja fotonu. Viņi arī lūdza viņus reģistrēt novērojuma ticamību skalā no 1 līdz 3.
Eksperiments ietvēra vairāk nekā 30 000 izmēģinājumu, no kuriem 2420 izmantoja reālus fotonus. Subjekti pareizi novēroja fotonus 51,6 procentus laika.
Tas noved Vaziri un co pie skaidra secinājuma. Cilvēki var atklāt viena fotona incidentu uz radzenes ar varbūtību, kas ievērojami pārsniedz iespējamību, viņi saka Nature Communications.
Bet tagad šis rezultāts tiek apšaubīts. Šodien Pols Kvjats un draugi Ilinoisas Universitātē Urbana-Champaign saka, ka dati neatbalsta tik pārliecinošu secinājumu. Viņi saka, ka Vaziri un co eksperimentam trūkst statistikas spēka, lai pamatotu viņu secinājumus. Mēs nevaram secināt, ka cilvēki var redzēt atsevišķus fotonus, pamatojoties uz šī pētījuma datiem, saka Kwiat un co.
Kvjata grupai ir labas iespējas spriest par šo darbu, jo viņi ir veikuši savus eksperimentus par cilvēka redzes robežām.
Tāpēc šobrīd žūrija ir ārpusē — mēs vēl nevaram skaidri pateikt, vai cilvēki var novērot atsevišķus fotonus.
Bet kāpēc tas ir svarīgi? Atbilde ir tāda, ka šāda veida darbs pēta bioloģijas fiziskās robežas. Viena fotona enerģija ir gandrīz neiedomājami maza - aptuveni 10–19 džoulu. Un tomēr cilvēka smadzenes ir silta, slapja mašīna, kuru regulāri pārņem troksnis.
Spēja noteikt tik mazu enerģijas daudzumu atklātu, cik spēcīgas var būt bioloģiskās sajūtas pat siltā, mitrā vidē.
Tā ir spēja, ko fiziķi un inženieri ļoti vēlētos kopēt. Tātad šis darbs un darbs, kas, visticamāk, sekos, noteiks latiņu bioinženieriem. Neatkarīgi no tā, kāda ir robeža, sagaidiet ievērojamus tehnoloģiskos sasniegumus.
Atsauce: arxiv.org/abs/1707.09341 : Sarakste: Joprojām nav pierādījumu par viena fotona noteikšanu cilvēkiem Nature Communications 7, Artikuls: 12172 (2016) : Viena fotona tieša noteikšana, ko veic cilvēki