誰說肉眼看不見紅外線？
所有的教科書都說紅外線是不可見的。因為紅外光波像X射線和無線電波一樣在可見光光譜之外。但是華盛頓大學醫學院（Washington University School of Medicine）的科學家領導的全球性研究發現，在特定條件下，視網膜可以感受到紅外線。
利用小鼠和人類的視網膜細胞以及發射紅外光脈衝的強大激光器，研究者發現，當激光器快速發射紅外光脈衝時，視網膜中的感光細胞有時會吸收雙倍的紅外能量，這時，人眼就能看見可見光譜之外的光。
華盛頓大學眼科和視覺科學系（Department of Ophthalmology and Visual Sciences）副教授、高級研究員Vladimir J Kefalov說：「我們正在試圖使用實驗成果開發新的工具。醫生不僅能用這個工具檢查眼睛，還能用它刺激視網膜的特定部位來檢查視網膜是否正常。我們希望這個發現最終能投入實際應用。」
該發現刊登於2014年12月1日的Proceedings of the National Academy of Sciences（PNAS）網路版。合作者包括來自克利夫蘭、波蘭、瑞士和挪威的科學家。
該研究的一位科學家報告說在使用紅外線時偶爾會看見有綠光閃爍，遂啟動該項研究。不同於在教室用的激光筆或激光玩具，科學家使用的強大紅外激光器發射的光波人眼本該是看不見的。
圖片說明：FransVinberg博士（左）和Vladimir J. Kefalov博士坐在他們開發的工具前，用這個工具他們能夠探測視網膜細胞和光色素分子的感光反應。圖片來源：Robert Boston
研究的第一作者之一、華盛頓大學眼科及視覺科學系博士後研究員Frans Vinberg博士說：「他們能看見正常可見光範圍之外的激光，所以我們想知道他們如何感受這些本應不可見的光。」
Vinberg、Kefalov和同事們一起翻閱了可見紅外光的科學文獻和報告。他們重複了以前使紅外線變得可見的實驗，並且分析了多個激光器發射的光線，希望能找出紅外線變得可見的方法和原因。
Vinberg解釋道：「我們使用持續時間不同但傳送同樣數量光子的激光脈衝進行實驗，發現脈衝越短，越有可能被人眼看見。雖然脈衝的長短差異很小，肉眼不會察覺，但有一些脈衝能讓人看見不可見光。」
通常來說，視網膜吸收被稱為光子的光粒子，然後產生光色素分子，光色素分子把光轉化為視覺。標準視覺下，大量光色素只能吸收一個光子。
用快速脈衝激光的短脈衝傳送大量光子可以使單個光色素一次吸收兩個光子。兩個光粒子的能量足以激活色素，讓眼睛看到本不可見的光線。
Kefalov說：「可見光譜包括波長在400到720納米的光，但是如果向視網膜中的色素連續快速地投射兩個波長為1000納米的光子，那麼這些光子傳遞的能量與一個波長為500納米的光子一次投射的能量相同，而這種光子在可見光譜範圍內，這就是我們能看見這種光的原因。」
雖然研究人員首次發現人眼能通過這種機制看見本不可見的光線，但使用較弱的激光使物體可見卻並不新奇。例如，雙光子顯微鏡使用激光發現組織深層的熒光分子。研究人員還說，他們正在研究將雙光子應用於新型檢眼鏡的方法，醫生能用這種檢眼鏡檢查眼睛內部。
理想的方法是向眼睛照射紅外激光脈衝，刺激部分視網膜，供醫生研究健康眼睛的視網膜結構和功能，以及例如黃斑變性之類的視網膜疾病。
題圖說明：人眼可以看見波長在可見光譜範圍內的光線。而諸如紅外線和紫外線等其它波長的光線，人眼是看不見的。華盛頓大學（Washington University）的科學家發現，在特定條件下，人眼可以看見紅外線。圖片來源：Sara Dickherber
（譯審：JY Chen）
※鯨和海豚能在腦中建立地圖嗎？
※霧霾席捲25省，北京人民表示淡定？
TAG:知識百科 |