【青蛙感光光子計數】

明道

【青蛙感光光子計數】

 

 

最新的單光子探測器

單桿取自青蛙的眼睛的感光細胞已經被塑造成一個極為敏感的探測器，可以單個光子進行計數，並確定極其微弱的光脈衝的連貫性。在新加坡的研究人員創建，工作可能會導致混合光探測器，將活細胞。

人類和其他生物的眼睛是極為敏感和靈活的光探測器，而這往往優於人造裝置。

事實上，一桿在人的視網膜的感光細胞會回應只是一個光子 - 的東西，只有最敏感的人造探測器是能夠做到的事情。

以及學習如何更好地通過研究眼睛的光探測器，更好地了解它的功能可能會導致發展的“bioquantum”生物和人造元件的設備，結合研究量子光學方面的，如“擠”光。

在這項最新的研究中，Leonid Krivitsky的和他的同事在新加坡科學，技術和研究機構都集中在非洲爪蛙（非洲爪蟾），多研究一個物種，生物學家從眼睛棒。

流洩

每根桿的外段（OS）的，包含紅景天感光色素 - 當暴露在光線下時，發生了化學變化的物質。

當在黑暗中，鈉，鉀和鈣離子的恆定電流流入和流出的細胞。

然而，當一個光子撞擊的視紫紅質，它設置自動切換的一些離子的傳輸信道的一個化學反應鏈。

這將導致細胞的極化，這導致在拾取的電信號，該電信號通過對神經系統和中繼到大腦。

個人棒是大約50微米長，直徑約5μm。

在實驗開始的桿被吸進微量，通過浸漬在眼類似的解決方案，是在一個特殊的保持活著。

微管也作為電極的作用，它允許使用一個低噪聲放大器被檢測的離子電流。

該團隊使用綠色激光（波長為532納米）研究個別棒的光學響應。

該球隊發射激光脈衝的幾種不同類型的桿，測量的響應。前一個脈衝到達桿時，光被分成兩路。

一條路徑繼續到桿和其他進入到一個雪崩光電二極管（APD） - 一個極為敏感的光檢測器，能夠看到單光子的。

這種光的設置是作為一個的漢伯里 - 布朗特維斯干涉 - 這讓球隊確定的相干光到達桿。

光子計數

在一次測量中，該球隊測桿所產生的光電流，同時改變每個脈衝的光子的平均數從30到16000。

正如預期的那樣，作為一個函數數的光電流增加，直到它在大約1000光子飽和。

該小組還看了棒如何應對兩種不同類型的光脈衝 - 脈衝，相干激光和“顆粒擬”脈衝。

後者被聚焦到一個旋轉盤已用砂紙砂粒粗糙化的激光脈衝。

看準光然後通過隔膜發送，很少相干脈衝出現。

相干和顆粒擬脈衝有不同的光子數分佈統計，該小組能夠使用棒檢測差異。

此，根據研究人員而言，指桿可以用來作為高靈敏度的檢測器的光子統計。

把所有測量，球隊也能夠得出結論，每個脈衝光子只有一個視紫紅質分子相互作用。

雖然團隊所使用的光源是古典，桿可以區分連貫和顆粒擬脈衝的事實，表明它們可以被用來在量子光學和量子通信。

事實上，小組計劃研究相關的雙光子光棒的反應。

這項研究是描述在“物理評論快報”。

作者簡介

麥約翰斯頓是physicsworld.com主編

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/aug/06/physicists-unveil-plans-for-lep3-collider-at-cern