偏光とあなたが知っていなかったスーパーセンス

偏光とあなたが知っていなかったスーパーセンス

これまで超大国を持っ夢見? あなたがそれを必要とするとき何かが、あなたはあなたの世界についての追加情報を手に、時に呼び出すことができますか? OK、それはX線ビジョンはありませんが、あなたの目はあなたが認識しないかもしれない能力を持っています。

我々は色と明るさに慣れていますが、光の第3の性質、すなわち光波が振動する方向を示す「偏光」があります。 動物は、ミツバチやアリのように、空中の偏光パターンをナビゲーションの助けとして使います。 しかし、科学界でさえも、人が肉眼で光の偏光を知覚できることを知っている人はほとんどいません。

In 研究 我々は、ロイヤルソサエティBのProceedingで発表したばかりの、私たちは、この偏光を知覚する人間の能力を調べるためにタコとオカビの視覚能力をテストするためにもともと設計された実験を使用しました。

我々はすでに偏光を使用しています

スキップロープが空間を通って進む光波であると想像してください。 ロープを左右に動かすと、作る波は水平に偏光します。 しかし、上下に振ると、垂直偏波が発生します。 一般に、光は偏光の混合物ですが、空の部分やコンピュータの画面、水やガラスの反射など、時には波の大部分が同じ方向に振動していることがあります。 この光は強く偏光されていると説明されている。

あなたはたぶん偏光の前に構築された技術に出会ったでしょう。 たとえば、「Polaroid」サングラス 作品 カーボンネットや水面のような光沢のある表面から反射された偏光を遮断する。 これは、水平面から私たちの目に反射した光が水平に偏光され、サングラスがピケッフェフェンスのような構造をしているため、垂直偏光された振動のみを受け入れ、水平に偏光された明るい反射を遮断する。 偏光は、最新の3DシネマやLCDコンピュータスクリーン、スマートフォン、タブレットの中心にあります。

だから、偏光が実際に屋外で、あなたの家やオフィスではかなり一般的です - あなたは今までに何か特別なことに気付かなかったのですか?

ハディンガーのブラシ

人間は「ハイディンガーのブラシ」、偏光角に直角に黄色の蝶ネクタイのように見える微妙な視覚効果を利用した偏光を知覚します。 また、黄色の1に直角に青みがかったボウタイを表示することがあります。 効果は、目自体の中で発生し、実際の外部物体の画像ではありませんので、あなたの脳はそれらを処理するようハイディンガーのブラシは、通常、数秒でフェードイン。 これは、少数の人々が彼らの日々のに気づくと、なぜ彼らは、以前の研究にかなり困難であったことが理由の一つです。

常に効果をリフレッシュすることが可能なLCDスクリーンを使用することにより、我々はいくつかの個体は、「フリップフロップ」をするために、偏光としてボウタイの方向を知覚する予測を確認し、ハイディンガーのブラシのダイナミクスの最初の測定を行うことができました角度を回転させます。

我々の結果は、角膜が偏光をどのように感じるかに劇的に影響することを示しています。 角膜の光学特性が個人によって異なるので、これはまた、なぜ人々がしばしば彼らの経験を報告するのかを説明し得る 見る ハディンジャーのブラシは違う。

あなた自身のためにHaidingerのブラシを見るには、コンピュータ、タブレット、または電話機のLCD画面の白い部分を見てください。 あなたの頭を左右に傾け、あなたの親指より少し大きいかすかな黄色と青の蝶ネクタイが目に見えるようにする必要があります。 練習をすると、太陽からの90度の空の青い部分、特に日の出と日没時にそれらを見ることができます。

大気中の光散乱によって引き起こされる天窓の偏光パターンは、黄色の蝶ネクタイの長軸がおおよそ太陽に向くようなものです。

何が脳内で起こっています

In 以前の研究 水生生物の偏光感度を試験するためにLCDスクリーンが使用されている。 我々の研究では、人間の偏光感度の限界をテストし、0%から100%まで目に到達する偏光の割合を変える特別なフィルタを開発しました。

これは、Haidingerのブラシを検出することができる最小偏光率を確立することであった。 24の人の中で、平均分極感度閾値は56%であった。 光が25%以下になったときに、海賊のブラシを見ることができる人もいますが、それはオオカミほど良くはありませんが、現在までに他のどの脊椎動物よりも優れています。

ハイドリンガーのブラシを見る能力は、黄斑(網膜の中央部を覆って保護する領域)中のカロチノイド色素の環状対称組織によって引き起こされる。 これらの顔料分子に平行に振動する青色光が強く吸収される。 青色で消耗している白色光は黄色で表示され、黄色のボウタイ効果が説明されています。 ブラシの青い部分は、黄色の予期しない存在に応じて脳によって生成されると考えられています。

良いのための私達の偏光の力を使用することは可能でしょうか? かかるリスク 加齢性黄斑変性症 持っています 以前に関連付けられた 黄斑における低いカロテノイド色素濃度を有する。

AMDは現在、先進国における失明の主要原因であり、実際の視力の損失が発生する前に、この初期診断指標を発見したような研究の優先順位です。 偏光感度は、この変性眼疾患の初期段階で起こって顔料の組織の変化を調査し、最終的にモニターするために使用することができることを私たちの希望です。 より多くの仕事は、試験のこれらの種類の医学的可能性を評価するために必要とされます。

ハディンガーのブラシは、光の物理学と人間の目の解剖学のデモンストレーションも提供します。 古いLCD画面からポラロイド層を取り除くことで、私たちのテストの簡単なバージョンを作ることができます。 黒と白の文字は、偏光フィルムが除去された後、対照の偏光角に変わる。

最近の科学の祭典 分極感度だけで隠れた手紙を読むことで人々に「タコの目のテスト」を受けさせようとしました。 それは、付随するタコの頭飾りを恐れていた少年少年を除いて、嵐の下に降りました。 あまり威圧的ではない超衣装に取り組む時間。

著者について

マクレガージュリエットJuliette McGregorは、レスター大学の研究アソシエイトです。 彼女の研究分野は多岐にわたっていますが、生物学的利用のための新しいイメージング技術の開発と、自然界に見られるイメージングへのアプローチ(ビジョン! この作品は、物理学と生物学の境界に非常に重なっています。

この記事は、最初に公開された 会話。 読む 原著.

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