Priroda je prepuna prekrasnih uzoraka, poput naizgled složenih oblika snježnih pahulja, obalnih linija, oblaka i školjki.
Ali zumirajte i vidjet ćete fraktale, što znači isti, jednostavan uzorak koji se ponavlja na manjim i manjim mjerilima.
Sada su istraživači otkrili da jednostavan objekt koji je napravio čovjek, laser, također može stvoriti ove zapanjujuće zamršene uzorke - kao što je prvo predviđeno prije dva desetljeća. Izvještavali su o svojim rezultatima 25. siječnja u časopisu Physical Review A.
Laser se može smatrati kutijom sastavljenom od dva zrcala, sa svjetlosnim česticama ili fotonima koji se odbijaju između ogledala između sebe i nazad, rekao je autor studije Andrew Forbes, profesor fizike na Sveučilištu Witwatersrand, u Johannesburgu , Južna Afrika. Međutim, jedno je ogledalo zakrivljeno tako da se neki fotoni odbijaju pod kutom i pobjegnu, a ne da ponovno udaraju u drugo ogledalo, rekao je Forbes. Lasersko svjetlo koje vidimo sastavljeno je od onih koji bježe od fotona.
Znanstvenici su prije desetljeća predvidjeli da bi svjetlost koja izlazi iz lasera teoretski mogla proizvesti fraktal pod pravim uvjetima. Ali ispada da to nije slučaj.
Umjesto toga, "ono što smo trebali učiniti je gledati unutar okvira", Forbes je izjavio Live Science.
Da bi stvorili fraktal, upotrijebili su zakrivljena zrcala lasera i naterali ih na dvostruko djelovanje kao neku vrstu "teleskopa". U ovom su slučaju zrcala bila zakrivljena na poseban način koji su izobličili oblike poput zrcala iz zabavne kuće. "Ono što teleskop čini ili čini velike stvari malim ili male stvari velikim", rekao je Forbes. Dakle, svaki put kada se svjetlost jednom obilazi, njihov teleskopski sustav ili ga povećava ili smanjuje. Kao rezultat toga, na "jednom mjestu formiraju ovu smiješnu, ovu zbilja ludu strukturu" - "sliku unutar slike unutar slike", rekao je. Drugim riječima: fraktal.
Istraživači su stvorili različite vrste fraktala igrajući se sa zakrivljenjem zrcala i na taj način mijenjajući povećalo.
Zatim su izgradili sustav za obradu slika koji je hvatao ove unutarnje fraktale i izveo ih van na ekran. Uzorak se ponavlja samo dok ne postignete valnu duljinu svjetlosti, baš kao što se fraktali u prirodi ponavljaju samo dok se ne zumiraju na razinu atoma, rekao je koautor Johannes Courtial, viši predavač za fiziku i astronomiju na Sveučilištu u Glasgowu. Škotska. (U matematici se, pak, fraktali ponavljaju beskonačno, kao što je slučaj s čuvenim Mandelbrotovim setom.)
Do ovog trenutka ljudi su vjerojatno gledali na pogrešnom mjestu u laseru, rekao je Courtial.
"Nismo izgledali sasvim u pravoj ravnini, tako da nije savršen eksperiment," rekao je Courtial za Live Science. Sad kad su shvatili da se to može učiniti, u sljedećim eksperimentima, "možemo puno bolje."
Teorijske simulacije, pod vodstvom Courtiola, sugerirale su da ovaj obrazac ne može postojati samo u dvije dimenzije, već i u 3D. To znači da kad izrežete fraktalni uzorak okomito na ravninu na kojoj se nalazi, vidjet ćete potpuno isti, slični uzorak. Kad se to pokazalo u simulacijama lasera, "to uopće nisam očekivao", rekao je Courtial. No, istraživačima to još nije potrebno eksperimentalno dokazati.
Courtial je rekao da su te eksperimente proveli "čisto iz interesa" i da do sada nema praktične primjene.
No, znajući da laserske svjetiljke mogu stvoriti fraktale moglo bi dovesti do neke vrste mikroskopa ili sustava za obradu slika koji bi mogao gledati više dimenzija, a ne površinu ili samo jedan sloj objekta, Forbes je izjavio Live Scienceu. "Fraktalno svjetlo nosi puno složenosti i može se sanjati da je možda tada savršen tip snopa za ispitivanje složene materije."
