Doğa, kar taneleri, sahil şeridi, bulutlar ve deniz kabuklarının görünüşte karmaşık şekilleri gibi güzel desenlerle doludur.
Ancak yakınlaştırın ve fraktalları göreceksiniz, yani daha küçük ve daha küçük ölçeklerde aynı basit desen tekrarlanıyor.
Şimdi, araştırmacılar, insan yapımı basit bir nesnenin, bir lazerin, bu yirmi yıl önce tahmin edildiği gibi, şaşırtıcı derecede karmaşık modelleri yaratabildiğini keşfettiler. 25 Ocak'ta Fiziksel İnceleme A dergisinde sonuçlarını bildirdiler.
Lazer, ışık parçacıkları veya fotonlardan oluşan iki aynadan oluşan ve aynalar arasında ileri geri sıçrayan bir kutu olarak düşünülebilir, Johannesburg'daki Witwatersrand Üniversitesi'nde fizik profesörü olan Andrew Forbes, , Güney Afrika. Bununla birlikte, aynalardan biri kavislidir, böylece bazı fotonlar diğer aynaya tekrar vurmak yerine bir açıyla sıçrar ve kaçarlar. Gördüğümüz lazer ışığı kaçan fotonlardan oluşuyor.
Bilim adamları onlarca yıl önce, lazerden kaçan ışığın teorik olarak doğru koşullar altında bir fraktal üretebileceğini tahmin ettiler. Ama öyle görünüyor ki durum böyle değil.
Aksine, "Yapmamız gereken kutunun içine bakmaktı," dedi Forbes Canlı Bilim'e.
Fraktal oluşturmak için lazerin kavisli aynalarını kullandılar ve bir çeşit "teleskop" olarak çifte görev yapmalarını sağladılar. Bu durumda, aynalar, bir funhouse aynası gibi şekilleri bozan özel bir şekilde kavislendi. Forbes, "Bir teleskopun yaptığı şey, büyük şeyleri küçük ya da küçük şeyleri büyük yapmaktır." Dedi. Işık her seferinde etrafta dolaştığında, teleskop sistemleri ya büyütür ya da küçültür. Sonuç olarak, "belirli bir yerde, bu komik, bu gerçekten çılgın yapı" oluşturur - "bir görüntü içinde bir görüntü içindeki bir görüntü" dedi. Başka bir deyişle: bir fraktal.
Araştırmacılar, aynaların eğriliği ile oynayarak ve böylece büyütmeyi değiştirerek birçok farklı fraktal türü yarattılar.
Daha sonra, bu iç fraktalları yakalayan ve onları bir ekrana dışarı getiren bir görüntüleme sistemi inşa ettiler. Glasgow Üniversitesi fizik ve astronomi üst düzey öğretim üyesi ortak yazar Johannes Courtial, tıpkı doğadaki fraktallar gibi sadece atom seviyesine yakınlaşana kadar tekrarlayana kadar, ışığın dalga boyuna ulaşana kadar desen tekrar eder, dedi. İskoçya. (Ancak matematikte, ünlü Mandelbrot setinde olduğu gibi, fraktallar sonsuz olarak tekrar eder.)
Courtial, bu noktaya kadar insanların muhtemelen lazerdeki yanlış yere baktığını söyledi.
Courtial Live Science'a verdiği demeçte, “Doğru düzlemde tam olarak bakmadık, bu yüzden mükemmel bir deney değil. Şimdi bunu yapabildiklerini anladıkları için, sonraki deneylerde "çok daha iyisini yapabiliriz."
Courtial tarafından yönetilen teorik simülasyonlar, bu modelin sadece iki boyutta değil, aynı zamanda 3D'de de olabileceğini öne sürdü. Bu, üzerinde olduğu düzleme dik olan fraktal kalıbı kestiğinizde, aynı, kendine benzer paterni görebileceğiniz anlamına gelir. Bu, lazer simülasyonlarında ortaya çıktığında, "Bunu hiç beklemiyordum," dedi Courtial. Ancak araştırmacılar hala bunu deneysel olarak kanıtlamamıştır.
Courtial, bu deneyleri "tamamen ilgisiz" gerçekleştirdiklerini ve henüz pratik bir uygulama bulunmadığını söyledi.
Ancak lazer ışıklarının fraktal oluşturabileceğini bilmek, muhtemelen yüzeyden veya bir nesnenin sadece bir katmanından ziyade birden fazla boyuta bakabilen bir çeşit mikroskop veya görüntüleme sistemine yol açabilir, Forbes Canlı Bilim'e söyledi. "Fraktal ışık çok fazla karmaşıklık taşıyor ve bu yüzden belki de o zaman karmaşık maddeyi araştırmak için mükemmel bir ışın türü olduğunu hayal edebilir."
