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,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,“我们所要做的就是往盒子里看,”福布斯告诉Live Science。
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,198手机
198彩开户APP在那里下载登录,现在菠菜业
买彩票的软件提款速度敢说第二没人敢说第一的台子必然是198彩票平台。,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告诉Live Science:“我们看起来也不是很合适,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,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,“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》在接受《生活科学》杂志采访时表示,了解到激光可以产生分形,可能会产生某种显微镜或成像系统,198彩提现晚到账能找客服申请18快延迟红包o,真的是很人性化,其实198彩票平台出款的时间也就是10分钟以内,
198彩有时是因为网络不稳定的原因才延迟到账的。,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。”