这个分形图案是用激光创造的。

 

大自然充满了美丽的图案，像雪花、海岸线、云彩和贝壳这些看似复杂的形状。

 

但是放大，你会看到分形，意味着相同的，简单的模式在越来越小的尺度上重复。

 

现在，研究人员发现，杏耀下载app一个简单的人造物体，激光，也可以创造这些惊人的复杂图案——正如20年前首次预测的那样。他们的研究结果发表在1月25日的《物理评论A》杂志上。

 

南非约翰内斯堡威特沃特斯兰德大学(University of the Witwatersrand)的物理学教授、该研究的作者安德鲁·福布斯(Andrew Forbes)说，激光可以被看作是一个由两面镜子组成的盒子，两面镜子之间来回反射着光粒子或光子。然而，福布斯说，其中一面镜子是弯曲的，因此一些光子以一个角度反弹出去，而不是再次击中另一面镜子。我们看到的激光是由逃逸的光子组成的。

 

几十年前，科学家们就预测，从激光中逃逸出来的光在适当的条件下理论上可以产生分形。但事实证明并非如此。

 

相反，“我们要做的就是看看盒子里面，”福布斯告诉我们

 

为了创造出分形，他们使用了激光的曲面镜，并让它们充当一种“望远镜”的双重功能。在这种情况下，镜子以一种特殊的方式弯曲，扭曲的形状就像一个游乐园的镜子。福布斯说:“望远镜的作用是要么把大的东西变小，要么把小的东西变大。”所以每次光转一圈，他们的望远镜系统要么放大要么缩小。结果，在“(激光内部的)一个特定的地方，它形成了这个有趣的、真正疯狂的结构”——“一个图像中的一个图像中的一个图像，”他说。换句话说:分形。

 

研究人员通过改变镜子的曲率从而改变了放大率，从而创造了许多不同种类的分形。

 

然后，他们建立了一个成像系统，捕捉这些内部分形，并把它们带到外面的屏幕上。研究报告的合著者、苏格兰格拉斯哥大学的物理学和天文学高级讲师约翰内斯·库尔修(Johannes Courtial)说，这种模式只会重复出现，直到达到光的波长，就像自然界中的分形只会重复出现，直到放大到原子的水平。(然而，在数学中，分形无限重复，就像著名的曼德尔布罗特集合那样。)

 

Courtial说，在此之前，人们可能在激光中看到了错误的地方。

 

Courtial说:“我们看起来也不是很正确，所以这不是一个完美的实验。”现在他们已经发现这是可以做到的，在接下来的实验中，“我们可以做得更好。”

 

Courtial公司领导的理论模拟表明，这种模式可能不仅存在于二维空间， 杏耀平台 ，而且也存在于三维空间。这意味着当你切割垂直于它所在平面的分形图案时，你可能会看到完全相同的自相似图案。当它出现在激光的模拟中时，杏耀app“我完全没有预料到，”Courtial说。但是研究人员还需要通过实验来证明这一点。

 

Courtial说他们做这些实验纯粹是出于兴趣，目前还没有实际的应用。

 

福布斯说，但是知道激光可以产生分形可能会导致某种显微镜或成像系统的出现，这种系统可以观察多个维度，而不是物体的表面或一层。“分形光携带了大量的复杂性，所以人们可以梦想它可能是探测复杂物质的完美光束类型。”