รูปแบบเศษส่วนที่งดงามซึ่งปกติพบได้เฉพาะในธรรมชาติสร้างขึ้นใหม่โดยใช้แสงเลเซอร์

ธรรมชาติเต็มไปด้วยลวดลายที่สวยงามเช่นรูปทรงที่ซับซ้อนของเกล็ดหิมะแนวชายฝั่งเมฆและเปลือกหอย

แต่ซูมเข้าและคุณจะเห็นเศษส่วนหมายถึงรูปแบบที่เรียบง่ายเหมือนเดิมที่ทำซ้ำในระดับที่เล็กลงและเล็กลง

ขณะนี้นักวิจัยพบว่าเลเซอร์ที่มนุษย์สร้างขึ้นง่าย ๆ ก็สามารถสร้างลวดลายที่ซับซ้อนเหล่านี้ได้อย่างน่าอัศจรรย์ดังที่ได้คาดการณ์ไว้เมื่อสองทศวรรษก่อน พวกเขารายงานผลการใช้งานวันที่ 25 มกราคมในวารสาร Physical Review A.

แอนดรูฟอร์บส์ศาสตราจารย์ฟิสิกส์จาก University of Witwatersrand ใน Johannesburg กล่าวว่าเลเซอร์สามารถถูกมองว่าเป็นกล่องที่ประกอบด้วยกระจกสองบานที่มีอนุภาคแสงหรือโฟตอนสะท้อนไปมาระหว่างกระจกเงา , แอฟริกาใต้. อย่างไรก็ตามกระจกเงาอันใดอันหนึ่งมีลักษณะโค้งเพื่อให้โฟตอนบางส่วนกระเด็นออกมาเป็นมุมและหลบหนีแทนที่จะชนกระจกอีกข้างหนึ่งอีกครั้งฟอร์บส์กล่าว แสงเลเซอร์ที่เราเห็นนั้นประกอบขึ้นจากโฟตอนที่หนีออกมา

นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์เมื่อหลายสิบปีก่อนว่าแสงที่หลบหนีจากเลเซอร์สามารถสร้างเศษส่วนภายใต้เงื่อนไขที่เหมาะสม แต่ปรากฎว่าไม่ใช่กรณี

ค่อนข้าง "สิ่งที่เราต้องทำคือดูในกล่อง" ฟอร์บส์บอกวิทยาศาสตร์สด

ในการสร้างเศษส่วนพวกเขาใช้กระจกโค้งของเลเซอร์และให้พวกเขาทำหน้าที่สองเท่าเป็น "กล้องโทรทรรศน์" ในกรณีนี้กระจกโค้งในลักษณะพิเศษที่บิดเบี้ยวรูปร่างเหมือนกระจกในโรงละคร “ สิ่งที่กล้องโทรทรรศน์ทำคือทำให้ทั้งเรื่องเล็กหรือเรื่องใหญ่” ฟอร์บส์กล่าว ดังนั้นทุกครั้งที่แสงเคลื่อนไปรอบ ๆ หนึ่งระบบกล้องโทรทรรศน์ของพวกมันก็จะขยายหรือลดขนาด ด้วยเหตุนี้ใน "สถานที่หนึ่งโดยเฉพาะมันทำให้เกิดความสนุกสนานโครงสร้างที่บ้าคลั่งนี้" - "ภาพภายในภาพภายในภาพ" เขากล่าว กล่าวอีกนัยหนึ่ง: เศษส่วน

นักวิจัยสร้างเศษส่วนหลายประเภทด้วยการเล่นกับความโค้งของกระจกและเปลี่ยนการขยาย

จากนั้นพวกเขาสร้างระบบภาพที่จับเศษส่วนภายในเหล่านี้และนำพวกเขาออกไปด้านนอกหน้าจอ รูปแบบซ้ำจนกว่าคุณจะถึงความยาวคลื่นของแสงเช่นเดียวกับเศษส่วนในธรรมชาติทำซ้ำเท่านั้นจนกว่าจะซูมในระดับของอะตอมกล่าวว่าผู้ร่วมแต่ง Johannes Courtial, อาจารย์อาวุโสด้านฟิสิกส์และดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์ใน ก็อตแลนด์ (ในทางคณิตศาสตร์อย่างไรก็ตามเศษส่วนทำซ้ำอย่างไม่สิ้นสุดเช่นเดียวกับชุด Mandelbrot ที่มีชื่อเสียง)

จนถึงจุดนี้ผู้คนอาจจะมองผิดสถานที่ในเลเซอร์ Courtial กล่าว

"เราไม่ได้มองเครื่องบินที่ถูกต้องดังนั้นมันจึงไม่ใช่การทดลองที่สมบูรณ์แบบ" Courtial กล่าวกับ Live Science ตอนนี้พวกเขาได้คิดแล้วว่าสามารถทำได้ในการทดลองครั้งต่อไป "เราทำได้ดีกว่านี้มาก"

การจำลองเชิงทฤษฎีนำโดย Courtial ชี้ให้เห็นว่ารูปแบบนี้อาจไม่เพียงมีอยู่ในสองมิติ แต่ยังอยู่ใน 3D นั่นหมายความว่าเมื่อคุณตัดผ่านรูปแบบเศษส่วนในแนวตั้งฉากกับระนาบที่อยู่คุณอาจเห็นรูปแบบที่เหมือนกันและคล้ายกันในตัวเอง เมื่อสิ่งนั้นปรากฏในแบบจำลองของเลเซอร์ "ฉันไม่ได้คาดหวังเลย" Courtial กล่าว แต่นักวิจัยยังไม่ได้พิสูจน์การทดลองนี้

Courtial กล่าวว่าพวกเขาทำการทดลองเหล่านี้ "หมดความสนใจ" และยังไม่มีการใช้งานจริงในขณะนี้

แต่การรู้ว่าแสงเลเซอร์สามารถสร้างเศษส่วนอาจนำไปสู่การจัดเรียงของกล้องจุลทรรศน์หรือระบบการถ่ายภาพบางอย่างที่สามารถมองได้หลายมิติมากกว่าพื้นผิวหรือวัตถุเพียงชั้นเดียวฟอร์บส์บอกวิทยาศาสตร์สด "แสงเศษส่วนมีความซับซ้อนมากมายดังนั้นเราจึงสามารถฝันได้ว่าบางทีมันอาจเป็นประเภทที่สมบูรณ์แบบในการตรวจจับสิ่งที่ซับซ้อน"