KVANTNA TEHNOLOGIJA ISTRAŽUJE KRAJNJE GRANICE VIDA


15. јуна 2015. Facebook Twitter LinkedIn Google+ Fizika,Nauka


seeing quantum

Istraživači se nadaju da pokažu da li ljudsko oko može da detektuje jedinstveni proton – i njegovu poziciju.

1.17731

Ljudsko oko: osetljivi detektor fotona.

Eksperiment kojim bi se testirale granice ljudskog vida su obezbedile najčvršće dokaze do sada da vaše oči mogu osetiti bljeskove svetlosti slabe koliko i tri fotona.

Studija, koja uključuje ispaljivanje fotona u oči ljudi koji sede u mračnoj prostoriji, mogla bi na kraju da pokaže da li ljudi mogu osetiti jedinstvene fotone, prema rečima Rebecca Holmes, fizičaa sa univerziteta u Ilinoisu u Urbana-Campaign. Ona je prezentovala rezultate svog tima na sastanku Američkog saveza fizičara 10.juna u Columbusu, Ohio. Holmes-ova se takođe želi da testira da li ljudsko oko može da registruje kvantne efekte, kao što je prisustvo fotona na dva mesta u isto vreme.

Još od 1940ih, istraživači su pokušavali da ustanove najmanji broj potreban za ljudsku percepciju. Ćelije štapića u mrežnjači – oni koji su specijalizovani za prepoznavanje nijansi sivog u uslovima tame – poznati su po izuzetnoj osetljivosti na svetlost. Eksperimenti na jedinstvenim ćelijama štapića uzetim od žaba, pokazali su da se štapići pale kao odgovor na pojedinačne fotone. Ali iz razloga što mrežnjača procesuira informacije kako bi se smanjio šum usled lažnih alarma, paljenje jedinstvene ćelije ne mora neophodno da se prevede u signal poslat do mozga, kako bi osoba bila svesna bljeska svetlosti tako malih razmera. I više od 90% – možda koliko i 97% – potona koji prodru u oko nikada i ne dopru do ćelije štapića. Oni su absorbovani ili reflektovani od strane drugih delova oka, kao što je rožnjača, kako ne bi bili detektovani.

Eksperimenti su ograničili ljudski vid od dva do sedam fotona, kaže Holmes-ova. Ali ovi zaključci su bili privremeni kako naučnici nisu znali koliko fotona je sadržao svaki bljesak svetlosti: mogli su samo da procene opseg.

Holmes-ova i njeni kolaboranti ispaljivali su bljeske koji su sadržali različiti broj fotona u oči volontera koji su sedeli u mračnoj prostoriji i zurili u određenu metu. Pitali su učesnike da utvrde da li bljesak dolazi sa leve ili sa desne strane – čak iako ga ništa ne bi videli. „Ja sam to radila mnogo puta“, rekla je Holmes-ova, „i ukoliko sedite u mraku možete izaći nakon pola sata i reći: „Nisam siguran da sam išta video“.“

Oči u oči

Kako bi testirali da li ljudi mogu da detektuju koliko tri fotona, istraživači su slali bliceve od tačno 30 fotona u oko, očekivajući da će najviše 10% fotona, prosečno, dospeti do mrežnjače. Volonteri su pogađali lokaciju bliceva mnogo više nego što je bilo očekivano, stvarajući statistički ubedljiv slučaj koji govori da su videli najmanje nekoliko trofotosnkih bliceva, kaže Holmes-ova.

Rezultati s unajbolji dokaz do sada da ljudi mogu da detektuju tri fotona, rekao je Nicolas Gisin, kvantnooptički istraživač sa University of Geneva u Švajcarskoj koji je video preliminarne podatke, koji još uvek nisu bili pregledani Holmes-ova dodaje da njen tim još uvek nije sakupio dovoljno podataka kako bi odredili da li ljudi mogu videti jedinstvene fotone.

Kako bi testirali kvantne efekte, obično samo vidljivi na mikroskopskim razmerama, tim takođe želi da proba da pošalje jedan po jedan foton u oko, pre nego 30, što bi moglo drastično da smanji šanse za detekciju. Kako bi povećali ove šanse, kaže Holmes-ova, možda bi pomoglo da se fotoni natempiraju prema moždanim talasima volontera, za koje je poznato da su uzajamno povezani sa kratkim prozorima povećanje pažnje, koji se pojavljuju oko 10 puta u sekundi. Holmes-ova kaže da praktikuje upotrebu elektroencefalografske (EEG) mašine.

Gisin je koristio inovatne ideje u eksperimentima kako bi video kako ljudsko oko reaguje na efekte „kvantne uvrnutosti“. Mada efekti kao su fotoni na više mesta istovremeno dobro poznati, ljudi kao deo eksperimenta „približava nas kvantnom fenomenu“, on kaže.

Anthony Leggett, nobelovac teoretski fizičar koji je takođe u Urbana-Campaign i ko je inspirisao rad Holmes-ove, kaže da bi kvantna uvrnutost trebala da nestane negde između skali atoma i ljudskih tela. „Ne znamo u kom stadijumu će da se sruši – ili kako.“ Studija Holmes-ove će verovatno potvrditi standardne intepretacije kvantne fizike, on kaže, koje pretpostavljaju da će foton koji je u „superpoziciji“ dva stanja  na kraju izabrati jednu opciju kada dođe u kontakt sa detektorom – bilo da je to veštački brojač fotona ili ćelija štapića.

Ali u principu, kaže fizičar Angelo Bassi sa uniterziteta Trieste u Italiji, svaki od fotona bi mogao da pogodi ćeliju štapića i ta superpozicija bi dalje napredovala do mozga. Ukoliko bi bilo tako, postojala bi mogućnost za postojanje „nečega poput superpozicije u dve različite percepcije, čak i samo za trenutak.“

Komentara