Krychle (kvádry blížící se krychlím) na obrázku jsou fraktální tělesa s různými rozměry. Největší žluté těleso má dimenzi 2,5, zatímco nejmenší modré je trojrozměrné („normálně plná“ krychle). Zmenšení fraktálního rozměru odpovídá zvětšení podílu prázdných prostor v tělesech. V provedené studii jsou prázdné prostory vyplněny speciálním voskem, který sám nemá hrát žádnou roli ve fyzikálních vlastnostech, pouze prostřednictvím toho, že určuje dimenzi. Kredit: Toshio Naito, Ehime University

Fraktální dimenze má určovat fyzikální vlastnosti látky

I když fraktální (neceločíselná) dimenze je matematická abstrakce, nikoliv fyzikální vlastnost, příslušná „zrnitost/členitost“ má s fyzikálními vlastnostmi souviset, a to univerzálně. Navíc se tím nemyslí (jen) trivialita typu, že materiály se stejným objemem mohou mít různě velký povrch a chovají se podle toho. Například nanočástice vykazují často zcela odlišné vlastnosti než stejné materiály s částicemi o velkém objemu.
Vědci z japonské Ehime University uvádějí, že objevili metodu řízení fraktálních rozměrů jakéhokoli pevného vzorku, která umožňuje systematické a podrobné zkoumání různých fyzikálních vlastností vzorků s různými rozměry. Výsledkem výzkumu je tvrzení, že mezi fyzikálními vlastnostmi (vodivost, magnetismus…) a fraktální dimenzí existují univerzálně platné vztahy. Dokonce by se to prý dalo označit za dosud neznámé přírodní zákony, respektive základní principy.
Výzkumníci připravili (poznámka: jak konkrétně, to průvodní tisková zpráva nepopisuje) sadu práškových vzorků ze stejného materiálu, ale s různými fraktálními rozměry, které odpovídaly různému směsnému poměru mezi příslušnou látkou a voskem. Pomocí těchto vzorků pak autoři studie podrobně zkoumali strukturu a fyzikální vlastnosti příslušných vzorků. Do výzkumu přitom zahrnuli různé materiály (materiály s různými vlastnostmi).

Toshio Naito et al, The universal relationship between sample dimensions and cooperative phenomena: effects of fractal dimension on the electronic properties of high-TC cuprate observed using electron spin resonance, Physical Chemistry Chemical Physics (2021). DOI: 10.1039/D1CP04709D
Zdroj: Ehime University / Phys.org

Poznámka PH: Jenže podstatou fraktálů je zrnitost do nekonečna, což je fyzikálně i výrobně nemožné, takže ty hodnoty dimenzí patří stejně do uvozovek…?

Exotická fyzika neutronových hvězd: jaderné těstoviny a odkapávání protonů

Neutronové hvězdy jsou extrémní objekty, do jejichž nitra nevidíme. S poloměrem kolem 12 kilometrů mohou …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *