Ученые из США, Швейцарии, Норвегии и Польши заставили человеческий глаз наблюдать невидимый им ранее инфракрасный свет. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале PNAS, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Университета Вашингтона в Сент-Луисе.
Человеческий глаз способен воспринимать свет с длиной волны в видимом диапазоне. Инфракрасные и ультрафиолетовые волны он без вспомогательных приборов наблюдать, как считается, не может. Однако последнее исследование свидетельствует, что при некоторых условиях это возможно.
Исследуя сетчатку глаз мышей и человека, специалисты обнаружили, что она способна реагировать на быстрое и интенсивное излучение ближней инфракрасной области спектра. Участники эксперимента сообщили, что инфракрасный свет они наблюдали как зеленый, то есть видимый.
«Мы экспериментировали с лазерными импульсами различной длительности и обнаружили, что чем короче импульс, тем больше вероятность того, что человек заметит его», — сообщил исследователь Франс Винберг.
«Несмотря на то, что промежуток времени между импульсами был настолько коротким, что они не могли быть замечены невооруженным глазом, эти импульсы тем не менее позволили людям увидеть невидимый свет», — добавил он.
С физиологической точки зрения за зрение отвечают особые структуры в сетчатке глаза — фоторецепторы. Чувствительность таких структур к свету и объясняет способность человека видеть. То, что человек сумел «увидеть» инфракрасный свет, ученые объяснили удвоением числа падающих на фоторецепторы фотонов.
«Видимый свет включает в себя волны длиной от 400 до 720 нанометров. Если на молекулу пигмента в сетчатке падает пара фотонов с волнами длиной тысяча нанометров каждая, то их энергия оказывается равной энергии фотона с длиной волны 500 нанометров, находящегося в пределах видимой области света», — сообщил соавтор исследования Владимир Кефалов.
Эксперименты ученых согласуются с квантовомеханической моделью родопсина — основного зрительного пигмента в сетчатке (палочках) глаза. При поглощении фотона он переходит в свою другую пространственную форму (изомеризуется). Одним из основных управляющих параметров этого процесса является энергия падающего фотона.
Для того, чтобы каждый желающий смог «увидеть» инфракрасный свет, специалисты придумали специальный прибор. Устройство также может найти применение и в медицинских целях.
«Мы использовали результаты наших экспериментов для того, чтобы разработать инструмент, который бы позволил врачам не только обследовать глаз, но и стимулировал бы определенные участки сетчатки для выявления нарушений в их функционировании», — сказал Кефалов.