Lehet-e valaki látni egy fotont?
A kísérletezők megállapították, hogy a szemhéj retina képes reagálni egyetlen fotonra, még akkor is, ha a téma nem látja ezeket a fotonokat.
Látom egy fotont?
Az emberi szem jó érzékenységgel bír, de képesek vagyunk látni egy fotont? A válasz igen. A retina érzékeny sejtjei képesek reagálni egyetlen fotonra. Azonban a neurális szűrő jelet küld az agynak, amit csak akkor lehet észrevenni, ha kb. 5-9 fotont veszünk 100 ms alatt. Az érzékenység korlátozása nem látáshiba, hanem szükséges adaptáció. Ha láttuk az egyes fotont, akkor a sötétben túl sok vizuális zaj lenne.
Vannak, akik úgy vélik, hogy egy foton még mindig látható, és azt a tényt hordozza, hogy például gyenge fénycsövek láthatók, például radioaktív anyagokból. Ez nem bizonyíték - ezek a fáklyák nagyszámú fotonnal készülnek. A csillagászok szerelmesei úgy gondolják, hogy a látás érzékenységét a szabad szemmel látható leggyengébb csillagok határozzák meg. Ez szintén helytelen. A csillagok láthatóságát az ég háttérfénye korlátozza, nem pedig a látás érzékenységét. A látás érzékenységének méréséhez pontosabb kísérletre van szükség.
Az emberi szem retinájának kétféle receptora van: kúpok és rudak. A kúpok felelősek a színes látásért, de sokkal kevésbé érzékenyek a gyenge fényre, mint a rudak. Éles fényben a kúpok aktívak és a tanuló szűkült. Ezt a látásmódot fotopikus vagy kónuszos látásnak nevezik. Amikor belépünk egy sötét helyiségbe, először a szemeket úgy alakítjuk ki, hogy a tanulót tágítjuk, hogy több fényt kapjunk. A következő 30 perc alatt kémiai adaptáció következik be, ami növeli a rudak érzékenységét körülbelül 10 000-szer nagyobbra, mint a kúpoké. Ezt követően sokkal jobbnak látjuk a sötétben, de nagyon rosszul észlelik a színeket. Ezt a látást scotopicnak vagy rúdnak nevezik.
Hatóanyag botok - fényelnyelő pigmentos rodopszin. Egyetlen foton felszívódhat egy rodopszin molekulából, amely megváltoztatja az alakját, és kémiailag kiváltja a látóidegbe továbbított jelet. Az A-aldehid szintén fényelnyelő pigment. Az A-vitaminhiány egyik tünete az éjszakai vakság a scotopikus látás romlása miatt.
A szeme érzékenységét egy gyenge fényforrással méri egy sötét szobában. Ezt a kísérletet először Hecht, Schler és Piren (S. Hecht, S. Schlaer, M.H. Pirenne) sikeresen végezte 1942-ben. Azt találták, hogy a rúd a sóppotikus látással egyetlen rétegre reagálhat.
Ebben a kísérletben az alanyokat először 30 percig használják a sötétben. Gyenge fényforrást helyeztek el 20 fokkal a nézet rögzítési pontjának bal oldalán. Ezzel az elrendezéssel a fény belép a retina területre, ahol a rudak sűrűsége maximális. A fényforrás 10 szögperiódusú lemez volt. Egyetlen, 1 milliszekundumot kitevő zöld fény (510 nm) villog. Az alanyoknak "igen" vagy "nem" választ kellett adniuk arra a kérdésre, hogy "észrevették-e a vakut". A fény intenzitása fokozatosan csökkent, amíg az alanyok elkezdenek reagálni, próbálva "kitalálni" a választ.
Kiderült, hogy a helyes válaszok 60% -ának eléréséhez kb. 90 foton kell belépnie a szemébe. A szemekbe kerülő fotonok közül csak 10% ér el a retinát. Ezért körülbelül 9 fotonra van szükség a fény érzékeléséhez. A retina fényforrásának képe körülbelül 350 botot fedett. Így a kísérletezők statisztikailag megállapították, hogy a rúd képes egyetlen fotonra reagálni, még akkor is, ha a téma nem látja ezeket a fotonokat, mivel túl ritkán esik a retinára.
1979-ben a Baylor, Lamb és Yau (D.A.Baylor, T.D. Lamb, K.W.Yau) összekapcsolta a béka retina botokat az elektródákkal. Tehát egy közvetlen kísérletben kimutatták, hogy a rudak egyetlen fotonra reagálnak.