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La luz láser puede contener intrincados y hermosos fractales

octubre 18, 2019
Patricia

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La luz láser puede contener intrincados y hermosos fractales

Los fractales suelen aparecer en la naturaleza, desde conchas de mar en forma de espiral hasta cabezas de coliflor. Ahora los físicos han encontrado estos patrones complejos y autorrepetitivos en un punto muy poco natural: la luz láser.

Si se observa de cerca una pequeña sección de un fractal, se ve igual que el todo. Hace unos 20 años, los investigadores predijeron que este tipo de patrón podría aparecer en la luz de ciertos tipos de láser. Pero nadie había visto esos patrones hasta ahora, informan los científicos en un estudio publicado el 25 de enero en Physical Review A.

El interior de un láser típico consiste en una cavidad con espejos en ambos extremos, en la que la luz rebota hacia adelante y hacia atrás, a través de un cristal que amplifica la luz. No es obvio cómo algo tan simple puede hacer algo tan complejo como un fractal. «En los láseres, es realmente muy sorprendente» encontrar fractales, dice el físico Johannes Courtial de la Universidad de Glasgow en Escocia, coautor del estudio.

Fractura inconstante
Dependiendo de la forma de una abertura llamada abertura dentro de un láser (indicada en la parte superior), los científicos vieron varios patrones fractales (rojo).

fractal patterns

En el láser que los investigadores estudiaron, un patrón de puntos de luz brillantes y oscuros es impreso por una abertura, un agujero de una forma particular dentro de la cavidad espejada que la luz pasa a través de la cual rebota hacia adelante y hacia atrás. Ese patrón salpicado se magnifica con cada rebote, creando las mismas formas en escalas pequeñas y grandes – un fractal.

Los científicos revelaron el patrón fractal extrayendo parte de la luz de la cavidad y midiendo su brillo en un corte en 2-D. La apariencia del fractal variaba dependiendo del tamaño y la forma de la abertura utilizada por los científicos, que incluía formas hexagonales y de copos de nieve.

Los cálculos teóricos sugieren que, además de estos patrones bidimensionales, la luz láser también debería mostrar fractales tridimensionales. Encontrar esos patrones será el próximo reto de los científicos.

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