Alam semulajadi penuh dengan corak yang indah, seperti bentuk yang agak rumit kepingan salji, garis pantai, awan dan kerang.
Tetapi zum masuk, dan anda akan melihat fraktal, yang bermaksud pola yang sama dan mudah berulang pada skala kecil dan kecil.
Sekarang, para penyelidik telah mendapati objek mudah buatan manusia, laser, juga boleh mencipta corak-corak ini yang rumit - seperti yang pertama kali diramalkan dua dekad lalu. Mereka melaporkan keputusan mereka pada 25 Jan dalam jurnal Physical Review A.
Laser boleh dianggap sebagai kotak yang terdiri daripada dua cermin, dengan zarah-zarah cahaya, atau foton, memantul di antara cermin, kata penulis kajian Andrew Forbes, seorang profesor fizik di University of the Witwatersrand, Johannesburg , Afrika Selatan. Walau bagaimanapun, salah satu cermin melengkung supaya beberapa foton melantun pada sudut dan melarikan diri daripada memukul cermin yang lain lagi, kata Forbes. Lampu laser yang kita lihat terdiri daripada mereka yang melarikan diri foton.
Para saintis meramalkan dekad lalu bahawa cahaya yang melarikan diri dari laser secara teorinya dapat menghasilkan fraktal di bawah keadaan yang betul. Tetapi ternyata itu bukan kes itu.
Sebaliknya, "apa yang perlu kita lakukan ialah melihat di dalam kotak," kata Forbes kepada Sains Live.
Untuk mencipta fraktal, mereka menggunakan cermin melengkung laser dan mempunyai tugas ganda sebagai sejenis "teleskop". Dalam kes ini, cermin melengkung dengan cara yang khas yang menyimpang bentuk seperti cermin rumah fun. "Apa yang dilakukan teleskop sama ada perkara kecil atau perkara kecil besar," kata Forbes. Oleh itu, setiap kali cahaya berlaku sekali, sistem teleskop mereka sama ada membesar atau mengecilkannya. Akibatnya, di "satu tempat tertentu, ia membentuk struktur lucu ini, ini benar-benar gila" - "imej dalam imej dalam imej," katanya. Dengan kata lain: fraktal.
Para penyelidik mencipta pelbagai jenis fraktal dengan bermain dengan kelengkungan cermin dan dengan itu mengubah pembesaran itu.
Mereka kemudian membina sistem pengimejan yang menangkap fraktal dalaman ini dan membawanya keluar ke skrin. Coraknya hanya berulang sehingga anda mencapai jarak cahaya cahaya, sama seperti mengulangi fraktal di alam semulajadi hanya sehingga diperbesarkan ke tahap atom, kata pengarang bersama Johannes Courtial, pensyarah kanan fizik dan astronomi di University of Glasgow di Scotland. (Dalam matematik, bagaimanapun, fraktal mengulangi tak terhingga, seperti yang berlaku dengan set Mandelbrot yang terkenal.)
Hingga ke tahap ini, orang mungkin melihat di tempat yang salah di laser, kata Courtial.
"Kami tidak kelihatan cukup dalam pesawat yang betul, jadi ia bukan percubaan yang sempurna," kata Courtial kepada Live Science. Sekarang mereka sudah tahu ia boleh dilakukan, dalam eksperimen berikutnya, "kita boleh melakukan lebih baik."
Simulasi teoritis, yang dipimpin oleh Courtial, menyarankan pola ini mungkin tidak hanya ada dalam dua dimensi, tetapi juga dalam 3D. Itu bererti apabila anda memotong corak fraktal berserenjang dengan pesawat itu, anda mungkin melihat corak yang sama dan sama dengannya. Ketika itu muncul dalam simulasi laser, "Saya tidak mengharapkan itu sama sekali," kata Courtial. Tetapi penyelidik masih belum membuktikan percubaan ini.
Courtial berkata mereka melakukan eksperimen ini "semata-mata tidak berminat" dan tidak ada aplikasi praktikal seperti yang berlaku.
Tetapi mengetahui bahawa lampu laser dapat menghasilkan fraktal mungkin membawa kepada beberapa jenis mikroskop atau sistem pengimejan yang boleh melihat pelbagai dimensi dan bukannya permukaan atau hanya satu lapisan objek, Forbes memberitahu Live Science. "Lampu fraktal membawa banyak kerumitan, dan oleh itu seseorang boleh bermimpi bahawa mungkin ia adalah jenis balok yang sempurna untuk menyiasat perkara kompleks."
