Physiker herauszufinden, wie Sie In fast völliger Dunkelheit fotografieren

In denen sich jedes Pixel in Ihrem standard Katze Foto gehen Zehntausende von Photonen. Deshalb, weil bestehende Kameras – auch Infrarot-Nachtsicht-Ones – verlassen Sie sich auf viele, viele Photonen des Lichts, ein Image zu erstellen. Aber jetzt Physiker in fast Pitch Schwärze, fotografiert haben wo gibt es im Durchschnitt weniger als ein Photon des Lichtes pro Pixel.

Es ist ein bemerkenswert wenig technische Errungenschaft, und es hat es ziemlich offensichtlich Spycraft Anwendungen hat. Der Schlüssel, verbindet wie die Physik ArXiv Blog heraus, legt zwei modernste bildgebende Verfahren.

Die erste ist über Timing, das Foto zum genauen Zeitpunkt ein Photon trifft die Kamera. Dies geschieht durch angekündigte Bildgebung mit einem paar der verschränkten Photonen. Ein Photon fungiert als Auslöser zu verkünden die Ankunft des Photons, die verwendet wird, um das Bild zu machen.

Eine zweite Methode, genannt komprimierte abfragend, optimiert das raw-Bild. Sie können die Auswirkungen des transformierten Bildes von einem USAF Resolution-Target (rechts) unten sehen. Da die Eigenschaften eines Pixels in einem Bild neigen dazu, eine bekannte statistische Verteilung folgen, können wir ein Bild aus nur einer kleinen Anzahl von Datenpunkten verwenden einige mathematische extrapolieren. In der 300 x 300 Pixel Foto von einem USAF Resolution-Target entsteht eine identifizierbare Bild auf etwa 7000 Photonen oder weniger als 0,2 Photonen pro Pixel.

Abgesehen von Spionage in der Dunkelheit, könnte diese Technik auch Anwendungen in der Biologie haben. Photonen können bestimmten empfindlichen Proben beschädigen, da sie durch sie hindurch. Desto weniger Licht, desto besser. Wir sind gegen die Grenzen der Fotografie hier drängen. [Die Physik ArXiv Blog, ArXiv]