BRATISLAVA. Každý druh vlnenia, od mikrovlnného až po svetelné, môžme rozrátať na istý počet elementárnych častíc - fotónov. Bežná žiarovka môže každú sekundú vyslať až jeden kvintilión, teda desať na tridsiatu týchto svetelných častíc.
Aký je však najmenší počet fotónov, ktoré je schopné naše oko zachytiť? Po sedemdesiatich rokoch sa vedci konečne blížia k odpovedi na to, kde sa nachádza limit nášho zraku. Podľa najnovších zistení dokážeme zachytiť aj drobný záblesk spôsobený jediným fotónom.
Teóriu sa podarilo otestovať výskumníkom z Illinoiskej univerzity v Urbana-Champaign. „Nie je to žiadny záblesk svetla, ani nič podobné. Je to skôr pocit, niečo až na hranici predstavivosti,“ vysvetlil v štúdii Alipasha Vaziri, kvantový fyzik z Rockefellerovej univerzity v New Yorku, ktorý výskum viedol a sám si experiment vyskúšal. Výskum bol publikovaný vo vedeckom časopise Nature Communications.
Príliš múdre sietnice
V našich sietniciach sa nachádza obrovské množstvo buniek citlivých na svetlo – fotoreceptorov, ktoré môžeme rozdeliť na tyčinky a čapíky.
V laboratórnych podmienkach sa už dávnejšie podarilo otestovať, že aj jediný fotón vyvolá pri tyčinkách reakciu. Otázkou však bolo, či tento elektrický výboj dokáže prejsť až do mozgu. Vedci sa domnievali, že naša sietnica totiž tento drobný záblesk odfiltruje ako šum, prípadne ho mozog ani nemusí zachytiť.
Pri vysielaní jedného fotónu pomohla vedcom kvantová optika. Jeden fotón s vysokou energiou nechali v kryštáli rozložiť na dva nízkoenergetické. Jeden z nich potom vyslali smerom k testovanej osobe a druhý do detektora. Vždy tak vedeli, keď sa fotón dostal k oku.
Tmavá komora
Počas experimentu sedeli traja dobrovoľníci v úplne tmavej miestnosti a potom ich vedci nechali pozerali do optického systému. Vždy im pustili dva zvukové signály, ale iba jeden z nich sprevádzal fotón. Dobrovoľníci museli rozhodnúť, ktorý z nich to bol a nakoľko sú si svojou odpoveďou istí.
Výsledky zo dvetisíc štyristo platných testov nie sú na prvý pohľad príliš presvedčivé. Správnych odpovedí bolo iba 51,6 percent, pri tomto množstve pokusov je to však stále štatisticky významný výsledok. Vedci však zároveň zaznamenali až šesťdesiat percentnú úspešnosť v prípadoch, keď si boli dobrovoľníci svojou odpoveďou istí.
„Ľudia si to neuvedomujú, ale v noci v prírode, ďaleko od mesta môže okolité svetlo dosiahnuť úroveň jedného fotónu,“ povedal Vaziri pre Los Angeles Times. Vedci sa domnievajú, že táto výnimočná citlivosť sa mohla vyvinúť evolučným nátlakom ako obrana proti predátorom.
