Können Menschen "Spuk" Quantum Bilder sehen?

Die Quantenphysik befasst sich mit dem Bereich von sehr kleinen, und die meisten von uns nie erwarten, dass die seltsame Welt sehen, die sie beschreibt. Aber wir könnten? Vor kurzem, Geraldo Barbosa der Northwestern University Wissenschaftler entwickelt ein Experiment, um diese Frage zu beantworten.

Der Quanten-Effekt Barbosa Hoffnung ist, zu sehen ist Quantenverschränkung, in denen zwei oder mehr Teilchen "verfangen können" genannt, so dass sogar, nachdem sie im Raum getrennt werden, wenn eine Aktion, auf ein Teilchen ausgeführt wird, das andere Teilchen sofort reagiert.

Eine gemeinsame Experiment zur Veranschaulichung Verschränkung ist einen Laser auf eine besondere Art von Kristall zu feuern. Gelegentlich ein Photonen-Teilchen aus dem Laser "teilt" in zwei. Die Energie und Dynamik der zwei neue Photonen summieren sich auf den Wert des ursprünglich ausgelöst.

Diese beiden "Tochter" Photonen sind verstrickt – betrachtet man den Zustand eines Photons, kennen Sie den Zustand des anderen, sofort. Einstein beschrieb diese unheimliche Verbindung als "spukhafte Abstand."

Als nächstes ändern die Physiker die Form des Laserstrahls in das Experiment ein Image erstellt. Sie haben festgestellt, dass das Bild nicht angezeigt wird, wenn zwei Detektoren zu die Photonen gleichzeitig "sehen" können.

Während diese Physik-Experimente auf Detektoren zu "sehen" die Photonen und die daraus resultierenden Bilder verlassen, sieht Barbosa Einrichtung ein Experiment, in dem eine Person, die Netzhaut als Melder fungieren würde. [Atemberaubende Fotos von sehr kleinen]

Gespenstische Aktion im Labor

Die verschränkten Photonen haben gegenüber Polarisationszustände: das heißt, ihre Wellen sind anders ausgerichtet. (Auf Quanten-Ebene können Teilchen wie Wellen und Wellen wie Teilchen verhalten.)

In diesen Experimenten wird nur ein Photon erkannt, könnte es in jedem Polarisationszustand und traf es den Detektor zu jeder Zeit. Das bedeutet, dass Wissenschaftler nicht sagen, ob das Photon trifft ihre Detektor aus dem verschränkten Duo ist. Ohne dieses Wissen kann keine Person das Bild rekonstruieren, die, das diese Photonen erzeugen sollen.

Aber wenn beide verschränkten Photonen erkannt werden, können Sie herausfinden, Polarisationszustand des Photons. Zu wissen, Sie wissen beide, und können das Bild neu. Das "spooky" ist, dass durch die Beobachtung eines Photonen Sie alle anderen Möglichkeiten beseitigt haben – beide Photonen müssen die Polarisationszustände Sie sehen beobachtet. Aber woher die verschränkten Photonen "weiß" in welchem Zustand? Relativitätstheorie sagt, dass man Informationen Reisen schneller als das Licht nicht. Beobachten verschränkte Photonen, zwingt"allerdings" in einem bestimmten Zustand zur gleichen Zeit. [10-Effekte schneller als Licht Entdeckung]

Im Wesentlichen werden die Informationen in beiden Photonen hinzugefügt, um das Originalbild wiederherzustellen. Dieses Experiment wurde viele Male getan.

Aber was würde passieren, wenn die zwei Detektoren menschliche Netzhaut wurden? Kann eine Person das übergeordnete Bild oder nur die klassischen, der Lichtblitz sehen?

Normalerweise sehen wir die Dinge durch Wahrnehmung der Intensität des Lichts in verschiedenen Wellenlängen. Mischen von verschiedenen Wellenlängen macht sich die verschiedenen Farben und Sättigungen, was, die wir wahrnehmen.

Diese Situation wäre anders, wenn Gehirn könnte siehe Quantum Effekte wie verschränkte Photonen, man würde erwarten, dass ein anderes Bild, wenn man mit einem Auge als mit den beiden. Dies geht tiefer als es scheinen mag, denn wenn jemand solche Bilder sehen kann, es bedeutet, dass unsere makroskopische Gehirne feine, mikroskopische Quanteneffekte abholen können.

Als nächstes in Quantum vision

Barbosa, sagte, dass es immer noch Schwierigkeiten mit der Einrichtung ein solches Experiment. Ein Problem ist das Signal-Rausch-Verhältnis im menschlichen Neuronen. Wir wahrnehmen nicht einzelne Photonen, obwohl sie unsere Netzhaut betroffen, da es eine bestimmte Anzahl von Photonen treffen unserer Augen für unser Gehirn zu interpretieren das Signal als, zum Beispiel ein Lichtblitz dauert.

In seinem Vortrag auf die Physik-Preprint Webseite ArXiv veröffentlicht wird, Barbosa stellt fest, dass es alles andere als klar ist, dass man genügend Photonen um eine Antwort von der menschlichen Netzhaut ausgelöst erzeugen könnte — mindestens sieben Photonen sind notwendig, um das zu tun, und sie müssten alle verschränkt werden.

Robert Boyd, Professor der Optik an der University of Rochester, sagte, dass er nicht etwas grundsätzlich falsch mit der Idee sehen. "Auch hier gibt es zwei Möglichkeiten," Boyd schrieb in einer e-Mail zu LiveScience. "Einer ist, dass das menschliche Gehirn einfach nicht in der Weise funktioniert, die Barbosa vorschlägt. Die andere ist, dass es tut, aber der Effekt ist so schwach, uneinsehbar sein."

Barbosa, Unterdessen sagte er hat darüber nachgedacht, das für eine Weile – er hat einige der ersten Experimente mit Quantum Bilder in seinem Labor im Jahr 1994. Und skizziert er ein Teil der Ausrüstung, die nötig wäre, um das Experiment arbeiten, z. B. spezielle Brille die Photonen auf den rechten Teil der Netzhaut zu machen.

"Dies würde nur darauf hinweisen, dass das komplexe neuronale System Quantum Signale verarbeiten kann – eine erstaunliche Eigenschaft" Barbosa schrieb.