Alam dipenuhi dengan pola-pola indah, seperti bentuk kepingan salju, garis pantai, awan, dan kerang yang tampaknya rumit.
Tapi perbesar, dan Anda akan melihat fraktal, yang berarti pola yang sama dan sederhana berulang pada skala yang lebih kecil dan lebih kecil.
Sekarang, para peneliti telah menemukan bahwa objek buatan manusia yang sederhana, laser, juga dapat membuat pola rumit yang menakjubkan ini - seperti yang diprediksi pertama kali dua dekade lalu. Mereka melaporkan hasilnya pada 25 Januari di jurnal Physical Review A.
Sebuah laser dapat dianggap sebagai sebuah kotak yang terdiri dari dua cermin, dengan partikel cahaya, atau foton, memantul bolak-balik di antara cermin, kata penulis studi Andrew Forbes, seorang profesor fisika di University of the Witwatersrand, di Johannesburg , Afrika Selatan. Namun, salah satu cermin melengkung sehingga beberapa foton memantul pada sudut dan melarikan diri daripada memukul cermin lain lagi, kata Forbes. Lampu laser yang kita lihat terbuat dari foton yang melarikan diri.
Para ilmuwan memperkirakan beberapa dekade yang lalu bahwa cahaya yang keluar dari laser secara teoritis dapat menghasilkan fraktal dalam kondisi yang tepat. Tapi ternyata bukan itu masalahnya.
Alih-alih, "yang harus kami lakukan adalah melihat ke dalam kotak," kata Forbes kepada Live Science.
Untuk membuat fraktal, mereka menggunakan cermin melengkung dari laser dan meminta mereka melakukan tugas ganda sebagai semacam "teleskop." Dalam hal ini, cermin melengkung dengan cara khusus yang mengubah bentuk seperti cermin rumah. "Apa yang dilakukan teleskop adalah membuat benda besar menjadi kecil atau kecil," kata Forbes. Jadi setiap kali cahaya berputar sekali, sistem teleskop mereka memperbesar atau mengecilkannya. Akibatnya, di "satu tempat tertentu, bentuk ini lucu, struktur yang benar-benar gila" - "gambar di dalam gambar di dalam gambar," katanya. Dengan kata lain: fraktal.
Para peneliti menciptakan berbagai jenis fraktal dengan bermain dengan kelengkungan cermin dan dengan demikian mengubah perbesaran.
Mereka kemudian membangun sistem pencitraan yang menangkap fraktal internal ini dan membawanya keluar ke layar. Pola ini hanya berulang sampai Anda mencapai panjang gelombang cahaya, sama seperti fraktal di alam hanya mengulang sampai diperbesar ke tingkat atom, kata rekan penulis Johannes Courtial, dosen senior bidang fisika dan astronomi di Universitas Glasgow di Skotlandia. (Namun, dalam matematika, fraktal berulang tak terhingga, seperti halnya set Mandelbrot yang terkenal.)
Sampai titik ini, orang mungkin melihat tempat yang salah di laser, kata Courtial.
"Kami tidak melihat pesawat yang tepat, jadi itu bukan eksperimen yang sempurna," kata Courtial kepada Live Science. Sekarang setelah mereka tahu itu bisa dilakukan, dalam percobaan berikutnya, "kita bisa melakukan jauh lebih baik."
Simulasi teoretis, yang dipimpin oleh Courtial, menyarankan bahwa pola ini mungkin tidak hanya ada dalam dua dimensi, tetapi juga dalam 3D. Itu berarti bahwa ketika Anda memotong pola fraktal yang tegak lurus terhadap bidangnya, Anda mungkin melihat pola yang persis sama dan mirip dengan diri sendiri. Ketika itu muncul dalam simulasi laser, "Saya tidak mengharapkan itu sama sekali," kata Courtial. Tetapi para peneliti masih belum membuktikan ini secara eksperimental.
Courtial mengatakan mereka melakukan eksperimen ini "murni karena ketertarikan" dan belum ada aplikasi praktis.
Tetapi mengetahui bahwa lampu laser dapat menciptakan fraktal mungkin mengarah pada semacam mikroskop atau sistem pencitraan yang bisa melihat beberapa dimensi daripada permukaan atau hanya satu lapisan objek, kata Forbes kepada Live Science. "Cahaya fraktal membawa banyak kompleksitas, dan orang dapat bermimpi bahwa mungkin itu adalah jenis balok yang sempurna untuk menyelidiki masalah kompleks."
