特定條件下人眼也能看見紅外光

2020-11-23 人民網

原標題:特定條件下人眼也能看見紅外光

  任何科學教科書都會告訴你,我們是看不見紅外光的。紅外光就像X射線和無線電波,都在可見光譜以外。但最近一個國際研究小組發現,在特定條件下,人的視網膜也能感覺到紅外光。

  據物理學家組織網12月2日(北京時間)報導,該研究由來自美國華盛頓大學醫學院和波蘭、瑞士、挪威的科學家共同進行。他們用強雷射器發出紅外光脈衝照射小鼠和人類的視網膜,發現當雷射脈衝很快時,眼睛就能感知到這種不可見光。相關論文發表在最近的美國《國家科學院院刊》(PNAS)上。

  研究小組最初報告稱,當用紅外光照射時,他們能偶爾看到綠色閃光。但他們所用的光與講課中用的雷射筆不同,人眼是看不到的。論文共同第一作者、華盛頓大學眼科與視覺科學系博士後研究助理弗蘭斯·溫伯格說:「他們看到了光,而這雷射束是在可見光範圍之外的,我們想知道他們是怎樣感覺到了這些看不見的光。」

  經過重複實驗後,研究人員對多個雷射器發出的光進行了分析。「我們用了持續時間不同的雷射脈衝,它們發出的光子總數是一樣的。我們發現脈衝越短,人們越有可能看見它,」溫伯格解釋說。「雖然脈衝之間的時間極短,裸眼根本注意不到,但這種間隔的存在對人們能否看到它卻非常重要。」

  通常一個光子被視網膜吸收後,會產生一個叫做感光色素的分子,由此開始了把光轉變為視覺的過程。對於標準視力,每個感光色素分子都會吸收一個光子,由此產生大量感光色素。如果把許多光子「打包」在快速脈衝雷射的一次短脈衝裡,就可能讓一個感光色素一次吸收兩個光子,結合兩個光子的能量就可能激活色素,讓眼睛看到平時看不到的光。

  華盛頓大學眼科與視覺科學副教授、高級研究員弗拉迪莫·科法洛夫說:「可見光譜包括波長在400—720納米的光。如果視網膜裡的色素分子被一對1000納米波長的光子迅速接連擊中,所提供的能量就與一個500納米波長的光子相當,正在可見光譜範圍內,這就是人們為何能看見它。」

  這項研究第一次報告了眼睛能通過這種機制感知光線。通過較弱雷射讓事物變得可見並不新鮮,如雙光子顯微鏡可以用雷射來探測組織深處的螢光分子。

  研究人員正在設法把雙光子策略用於一種新型的檢眼鏡,以檢查眼睛內部。方法是發射紅外雷射脈衝到眼睛裡,刺激視網膜部分,研究正常眼睛和發生視網膜病變的眼睛在結構和功能上有什麼不同。「我們希望這一發現最終能得到實際應用。」科法洛夫說。

  總編輯圈點

  紅外光之所以有個「外」字,指的是其頻率在人眼可見範圍以外。然而新發現證明,紅外線並不「見外」。前幾年曾有一項研究發現:人眼在完全黑暗當中也能捕捉信號,進而避開某些東西,這可能就源於視覺神經系統的神奇能力。看似單純的雙眸,真是深不可測啊。過去常說的「第六感」、「背後長眼」,是否在一定程度上來自人們的「超視覺」?科學家會回答的,拭目以待吧。(記者常麗君)

(來源:科技日報)

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