Príroda prekypuje krásnymi vzormi, ako sú zdanlivo zložité tvary snehových vločiek, pobrežia, oblakov a mušlí.
Priblížte ho a uvidíte fraktály, čo znamená rovnaký a jednoduchý vzor opakujúci sa v menších a menších mierkach.
Vedci teraz zistili, že jednoduchý ľudský objekt, laser, môže tieto úžasne zložité vzory vytvoriť - ako sa pred dvoma desiatkami rokov predpovedalo. Svoje výsledky oznámili 25. januára v časopise Physical Review A.
Za laser možno považovať box, ktorý sa skladá z dvoch zrkadiel so svetelnými časticami alebo fotónmi, ktoré sa odrážajú medzi zrkadlami, uviedol autor štúdie Andrew Forbes, profesor fyziky na University of Witwatersrand v Johannesburgu. , Južná Afrika. Jedno z zrkadiel je však zakrivené tak, že niektoré z fotónov sa odrazia pod uhlom a skôr uniknú, než aby znova zasiahli druhé zrkadlo, povedal Forbes. Laserové svetlo, ktoré vidíme, je tvorené tými unikajúcimi fotónmi.
Vedci pred desiatkami rokov predpovedali, že svetlo unikajúce z lasera by teoreticky mohlo vytvárať fraktál za správnych podmienok. Ale ukázalo sa, že to tak nie je.
Skôr, „to, čo sme museli urobiť, bolo pozrieť sa do krabičky,“ povedal Forbes Live Science.
Na vytvorenie fraktálu použili zakrivené zrkadlá lasera a nechali ich vykonávať dvojitú funkciu ako „ďalekohľad“. V tomto prípade boli zrkadlá zakrivené zvláštnym spôsobom, ktorý zdeformoval tvary ako zrkadlo funhouse. „Ďalekohľad robí veľké veci malými alebo malými vecami,“ povedal Forbes. Takže zakaždým, keď svetlo zhasne raz, ich teleskopický systém ho buď zväčšuje, alebo zmenšuje. Výsledkom je, že „na jednom konkrétnom mieste tvorí túto srandu, túto skutočne šialenú štruktúru“ - „obraz v obraze v obraze“, povedal. Inými slovami: fraktál.
Vedci vytvorili veľa rôznych druhov fraktálov hraním so zakrivením zrkadiel a zmenením zväčšenia.
Potom postavili zobrazovací systém, ktorý zachytil tieto vnútorné fraktály a priviedol ich von na obrazovku. Vzor sa opakuje iba dovtedy, kým nedosiahnete vlnovú dĺžku svetla, rovnako ako sa fraktály v prírode opakujú iba dovtedy, kým nie sú priblížené na úroveň atómu. Škótsko. (V matematike sa však fraktály nekonečne opakujú, ako je tomu v prípade slávneho súboru Mandelbrot.)
Až do tohto bodu sa ľudia pravdepodobne dívali na nesprávne miesto v laseri, uviedol súdny dvor.
„Nevyzerali sme celkom správne, takže to nie je dokonalý experiment,“ povedal Courtial pre Live Science. Teraz, keď už prišli na to, je možné v nasledujúcich experimentoch urobiť „dokážeme oveľa lepšie“.
Teoretické simulácie vedené Súdnym dvorom naznačujú, že tento model môže existovať nielen v dvoch dimenziách, ale aj v 3D. To znamená, že keď prechádzate fraktálnym vzorom kolmým na rovinu, v ktorej je, môžete vidieť presne ten istý, podobný vzoru. Keď sa to ukázalo v simuláciách lasera, „nečakal som to vôbec,“ uviedol Courtial. Vedci to však ešte musia experimentálne dokázať.
Súd uviedol, že tieto experimenty vykonávali „výlučne zo záujmu“ a že zatiaľ neexistujú praktické aplikácie.
Ale s vedomím, že laserové svetlo môže vytvárať fraktály, by mohlo viesť k nejakému druhu mikroskopu alebo zobrazovacieho systému, ktorý by sa mohol pozerať skôr na viac rozmerov než na povrch alebo iba na jednu vrstvu objektu, povedal Forbes Live Science. „Fraktálne svetlo nesie veľa zložitosti, a tak sa dá snívať, že možno ide o perfektný typ lúča na snímanie zložitých látok.“
