İnsan gözü ışığa karşı sanıldığından çok daha hassastır. İnsan gözü tek bir fotonu bile görebilir. Bu, bir ışığın en küçük fiziksel birimidir. Özel bir kuantum ışık kaynağıyla yapılan bir deney bu gerçeği kanıtladı. Araştırmacılar “Nature Communications” dergisinde bildirdiler. Görsel sistemimizin bu zayıf foton sinyalini nasıl algılayabildiği bugüne kadar netlik kazanmadı.
Viyana, Avusturya). Normalde biz insanlar gerçekten süper gözler olarak düşünülmeyiz. Birçok hayvan , özellikle geceleri insanlardan çok daha iyi görebilir. Ama ışık algısında sınır nerede? Görme yaklaşık 70 yıldır incelenmektedir. Sınırların nerede olduğu bugüne kadar hala belirsiz.
Gözlerimiz ne kadar iyi görüyor?
Şimdiye kadar yapılan araştırmalar, çubuklar veya görsel duyu hücrelerimiz zaten küçük bir fotona tepki verirken, insanların bir sinyale bilinçli olarak tepki verip vermediği konusunda kapsamlı sonuçlar göstermedi. Bunun nedenlerinden biri, tek tek fotonların bir öznenin gözüne vurulmasını sağlayan teknoloji eksikliğidir.
Viyana Üniversitesi’nden çalışma lideri Alipasha Vaziri, belirli sayıda fotondan oluşan ışığı üretmenin çok kolay olmadığını açıklıyor. Fotonların sayısı, klasik kaynakların ışığında çok istatistiksel olarak dağılmıştır. Bir ışıktaki ortalama foton sayısı karartılarak azaltılabilir. Bu nedenle kesin sayı belirlenememektedir.
Işıklı veya ışıksız
Araştırmacılar bu sorunu çözdüler ve daha önce yalnızca kuantum bilgisi ve kuantum optiğinden bilinen bir ışık kaynağı oluşturdular. Bir optik kristal aracılığıyla, yüksek enerjili bir foton, iki dolaşık düşük enerjili fotona bozunmak için kullanılır. Bir foton deneğin gözüne yönlendirildiğinde, diğer foton bir detektöre çarptı.
Denekler, optimal görüşe sahip genç erkeklerdi. Işık yalıtımlı bir odada oturdular ve kısa bir alışma aşamasından sonra, tamamen karanlık odada ışığı görebildikleri zaman aralıklarını belirleme görevi verildi. Ek olarak, güvenli olup olmadıklarını ve ne kadar güvenli olduklarını belirtmeleri gerekiyordu. Araştırmacılar bu deneyi çok çeşitli katılımcılarla 30.000’den fazla kez tekrarladılar.
Burada artık tesadüften söz edilemez.
Vakaların yarısından fazlasında denekler doğruydu. Vuruş oranı, tamamen bir tesadüften çok daha yüksekti. Araştırmacılar sadece deneklerin kendilerini güvende hissettikleri deneyleri değerlendirselerdi, sayı yüzde 60’a çıkacaktı.
Bu, insan gözünün aslında küçük bir foton görebileceği anlamına gelir. Bu, araştırmacıları evrimin insan duyularının hassasiyetini geliştirdiği sonucuna varmasına yol açtı. Bu durumda bile fiziksel bir niceliğin birimine kadar.
Fizikçileri özellikle büyüleyen şey, ışığın en küçük birimi olan küçük bir fotonun milyarlarca hücre tarafından algılanabilmesidir. Zayıf ışık önce birkaç aşamalı biyolojik sinyal işleme sürecinden geçerek bilinçli bir algıya ulaşır. Farklı adımlara rağmen gürültü kaybolmaz.
Gizemli hazırlama etkisi
Hassas insan retinası ışığa çok farklı tepki verir. Sadece bireysel farklılıklara bağlı değildir. Başka bir deney, araştırmacıların gözlere beş saniye arayla iki foton gönderdiğinde deneklerin isabet oranının arttığını gösterdi.
Bilim adamları, tek tek fotonların algılanmasının, düşük ışık koşullarında böyle bir test için görsel sistemin hassasiyetini artırabileceğini açıkladı. Bu etkiye hazırlama etkisi denir. Göze zayıf sinyallere tepki verebilmeyi öğretir. Araştırmacıların Nature bilim dergisinde bildirdiği gibi, bundan hangi nörofizyolojik mekanizmaların sorumlu olduğu hala net değil.
Ayrıca insan gözünün arka plan gürültüsünden küçük bir fotonu nasıl ayırt edebildiği de net değil. Önümüzdeki yıl Alipasha Veziri ve ekibi bu sorunun temeline daha da yakından inecek.