laser

I frattali si presentano comunemente in natura, dalle conchiglie a forma di spirale alle teste di cavolfiore. Ora i fisici hanno trovato questi complessi pattern ripetuti in un punto molto innaturale: la luce laser.

Circa 20 anni fa, i ricercatori hanno previsto che questo tipo di modello potrebbe apparire alla luce di determinati tipi di laser. Ma nessuno aveva visto questi modelli fino ad ora, secondo quanto riferito in uno studio pubblicato il 25 gennaio in Physical Review A.

L’interno di un tipico laser è costituito da una cavità con specchi alle due estremità, in cui la luce rimbalza avanti e indietro, attraverso un cristallo che amplifica la luce. Non è ovvio come qualcosa di così semplice possa rendere qualcosa di così complesso come un frattale. “Anche se è solo un laser, è davvero molto sorprendente trovare i frattali”, afferma il fisico Johannes Courtial dell‘Università di Glasgow in Scozia, coautore dello studio.

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Una scoperta eccezionale

Nel laser che i ricercatori hanno studiato, uno schema di punti luminosi e scuri di luce è stato sparato da un’apertura, un foro di una particolare forma all’interno della cavità a specchio che la luce attraversa mentre rimbalza avanti e indietro. Quel modello screziato si ingrandisce ad ogni rimbalzo, creando le stesse forme su piccole e grandi scale: un frattale.

Gli scienziati hanno rivelato il modello frattale estraendo parte della luce dalla cavità e misurandone la luminosità in una sezione in 2-D. L’aspetto del frattale varia a seconda delle dimensioni e della forma dell’apertura utilizzata dagli scienziati, che includeva forme esagonali e di fiocchi di neve.

I calcoli teorici suggeriscono che, oltre a questi modelli 2D, la luce laser dovrebbe anche mostrare i frattali 3D. Trovare quei modelli sarà la prossima sfida degli scienziati.