Estadística de fotones y células vivas

Un interesante descubrimiento:
Utilizando células vivas de la retina de una rana, investigadores en Singapur han sido capaces de medir la estadística de fotones utilizando para ello una célula viva de la retina de una rana (Xenopus laevis).

Celula fotorreceptora bastón
Celula fotorreceptora bastón. Son muy sensibles a la luz y, por tanto, las responsables de la visión en la oscuridad (Wikimedia Commons/Madhero88)

Los científicos extraen un bastón fotorreceptor que, cuando se expone a la luz, genera una corriente de iones . Si esta célula estuviese en un ojo, la señal producida por esta célula sería transportada y procesada por el sistema nervioso, pero en este trabajo se amplifica y se mide utilizando sistemas electrónicos.

Anteriormente, se han realizado experimentos que muestran que la sensibilidad de estas células es enorme: ¡pueden llegar a detectar un único fotón! (esta es la razón por la que son las encargadas de la visión en la oscuridad). Sin embargo, medir la estadística de la luz utilizada para hacer las medidas o bien no era de interés o bien era muy difícil de obtener (dado que utilizaban muchas células, en vez de una sola)

Usualmente, la detección de fotones se lleva a cabo en materiales como semiconductores (fotodiodos), superconductores (SQUID), fotomultiplicadores, etc; pero todavía no existen materiales orgánicos en los que se haya demostrado que se puede medir la estadística de fotones.

Pero… ¿por qué iba uno a querer medir eso? Cuando tenemos una ciencia relacionada con la luz y le ponemos “cuántica” detras (óptica cuántica, computación cuántica, comunicación cuántica) la estadística de los fotones juega un papel crucial, pues es la estadística “no clásica” la que posibilita operaciones que no serían posibles bajo condiciones usuales.

En este estudio solo han sido medidas estadísticas “clásicas”, pero el siguiente paso sería ir a estadísticas “no clásicas” y observar el resultado.

El artículo, en inglés, aquí:
http://prl.aps.org/abstract/PRL/v109/i11/e113601   (aquí la versión “de gratis” en el arXiv: http://arxiv.org/abs/1201.2792 )

y la nota de prensa:
http://phys.org/news/2012-09-retinal-rods-photon.html