Opdagelse af det universelle forhold mellem fysiske egenskaber og fraktale dimensioner

Det har været kendt, at nanopartikler, for eksempel, udviser helt andre egenskaber end bulkprøverne af de samme materialer. Men ingen ved hvorfor. Ehime University-forskere opdagede en kontrolmetode for fraktaldimensionerne af enhver fast prøve, hvilket muliggør systematisk og detaljeret undersøgelse af forskellige fysiske egenskaber af prøver med forskellige dimensioner. Som et resultat opdagede de det universelle forhold mellem fysiske egenskaber og fraktale dimensioner.

Fra himmellegemer til menneskelige celler besidder alt i dette univers endelige dimensioner i tre retninger i rummet; alt i den virkelige verden er tredimensionelt ifølge euklidisk geometri. Hvor tyndt eller lille et objekt i nanoskala er, kan dimensionerne ikke ændres. I overensstemmelse hermed har det været fast troet, at ingen kunne ændre eller kontrollere dimensionerne af virkeligt stof. Men ved i stedet at være opmærksom på fraktale dimensioner er dimensionskontrol mulig på en nem måde.

Forskerne fremstillede en række blandede pulverprøver med det samme materiale, men med forskellige fraktale dimensioner, svarende til et forskelligt blandingsforhold mellem stoffet af interesse og voks. Ved hjælp af disse prøver undersøgte de deres strukturer og fysiske egenskaber i detaljer. De undersøgte også materialer med forskellige egenskaber for at bekræfte resultaternes universalitet. Ved hjælp af teoretiske beregninger baseret på originale modeller og metoder opdagede de, at der er et universelt forhold mellem prøvens fraktale dimensioner og deres fysiske egenskaber, såsom elektrisk ledning og magnetisme. Dette kunne være et nyligt afsløret naturprincip, hvor materiens dimension styrer alle dets fysiske og mekaniske egenskaber.

Topologisk fotonik i fraktale gitter