Questa ricerca mostra che gli esseri umani possono rilevare singoli fotoni, non che siamo particolarmente bravi.

Facendo una media tra le risposte e le valutazioni dei soggetti da un totale di 30.767 studi, 2.420 eventi a fotone singolo sono passati dopo la selezione e abbiamo trovato che la probabilità media di risposta corretta era 0,516 ± 0,010 (P = 0,0545; Fig.2a), suggerendo che i soggetti potrebbero rilevare un singolo fotone con una probabilità superiore al caso.(enfasi mia)

Questo studio ha dimostrato che potremmo fare meglio del caso casuale, ma non che potremmo fare sostanzialmente meglio del caso casuale.

Sulla base dell'efficienza del braccio del segnale e del sistema visivo, stimiamo che in ∼6% di tutti gli eventi post-selezionati sia stato generato un segnale effettivo indotto dalla luce (sezione Metodi).

La citazione che hai fatto da Wikipedia include uno dei motivi principali della visione notturna superiore negli animali: Tapetum lucidum.Il tapetum lucidum è uno strato appena dietro la retina che è riflettente;quando la luce entra nell'occhio e colpisce la retina, non viene completamente assorbita dalla retina ma invece passa attraverso e colpisce il tapetum lucidum.La luce viene quindi riflessa indietro, colpendo di nuovo la retina, il che rende effettivamente l'occhio il doppio della quantità di luce disponibile.La luce riflessa dal tapetum lucidum è anche il motivo per cui molti animali sembrano avere gli occhi luminosi quando si accende una luce su di loro in condizioni di scarsa illuminazione.

Gli esseri umani e altri primati non hanno il tapetum lucidum e, poiché anche noi umani abbiamo meno bastoncini rispetto a molti altri animali, il risultato è che otteniamo una visione notturna più scarsa anche se i nostri occhi hanno ilcapacità di rilevare singoli fotoni.

Ed è anche più o meno una questione di sensibilità alla lunghezza d'onda. Essere molto bravi a individuare le radiazioni a 532 nm non è molto utile di notte.Vedere IR è.

Maggiore è l'apertura (diametro della pupilla), più fotoni entreranno nell'unità di tempo. Possiamo stimare il numero di fotoni per unità di tempo necessari per rilevare un oggetto debole. Come sottolineato in questo articolo, in circostanze ideali le persone con una vista eccellente possono individuare stelle di magnitudo $ 8,5 $. Questo si traduce in un flusso luminoso di $ L = 10 ^ {- 0.4 (8.5 + 14.18)} \ text {lux} = 8.5 \ times 10 ^ {- 10} \ text {lux} $. La larghezza della pupilla delle persone con un'eccellente visione notturna sarà di circa 8 millimetri, quindi la quantità di luce che entra nell'occhio sarà $ \ pi \ sinistra (4 \ volte 10 ^ {- 3} \ destra) ^ 2 \ text {metro} ^ 2L = 4,3 \ volte 10 ^ {- 14} \ text {lumen} $. L'efficienza luminosa di una stella tipica sarà di circa $ 100 $ lumen / Watt, quindi il flusso di energia che entra nell'occhio sarà di circa $ 4,3 \ volte 10 ^ {- 16} \ text {Watt} $.

La massima efficienza luminosa possibile che una sorgente di luce può avere è di $ 683 $ lumen / Watt, questo è per sorgenti di luce monocromatiche che emettono a $ 555 $ nanometri di lunghezza d'onda. Quindi, possiamo sostituire la luce della stella con una luce di lunghezza d'onda emessa a $ 555 $ nanometri di una potenza di $ 6,3 \ volte 10 ^ {- 17} \ text {Watt} $ che entra nell'occhio e sarebbe ancora rilevabile; ciò corrisponde a $ 176 $ fotoni al secondo.

La risoluzione angolare limitata dalla diffrazione dell'occhio sembra essere quasi la stessa della massima risoluzione possibile determinata dalla densità delle cellule fotorecettrici sensibili alla luce nell'occhio, quindi questi fotoni colpiranno un piccolo numero di cellule. Ciò significa che hai bisogno dell'ordine di cento fotoni al secondo per cellula fotorecettrice per poter individuare qualcosa e questo numero sarà simile per altri animali. Ma altri animali possono avere un diametro pupillare molto più grande e un numero diverso di cellule fotorecettrici.

Avere una buona visione richiede qualcosa di più che rilevare i fotoni. Devi anche sapere da dove vengono.

Il rilevamento di singoli fotoni dà un'impressione molto vaga che ci sia luce da qualche parte. Con poche centinaia di fotoni otterrai una direzione molto approssimativa, ma ancora non abbastanza per capire effettivamente la differenza tra un topo e una roccia.

Gli occhi umani hanno due tipi di foto recettori, coni e bastoncelli. (C'è anche un terzo tipo, ma è irrilevante per questa discussione)

Cones ci offre una visione dei colori diurna altamente dettagliata. Non funzionano in condizioni di scarsa illuminazione.

Rods ci offre una visione notturna a bassa risoluzione e in scala di grigi. Possono rilevare singoli fotoni, ma la parte "bassa risoluzione" è ciò che ci rende perdenti nella competizione per la visione notturna.

A peggiorare le cose, la parte centrale dell'occhio ha solo coni, niente aste. Ciò significa che se guardi direttamente qualcosa di notte, vedrai molto poco.

@Penangol suggerisce che il rilevamento della radiazione infrarossa offre un vantaggio per la visione notturna. Anche se questo è vero, l'articolo di Wikipedia che citi sembra indicare che si tratta di un raro adattamento negli animali.