Passende Themen
Von: Dennis L.
"Unsichtbar"-Strahl

Punktgenaue Gegenstrahlung macht Objekte unsichtbar

So unglaublich es klingen mag, ein Gegenlichtstrahl könnte dazu dienen, Objekte optisch verschwinden zu lassen. Eine Punktgenaue Gegenstrahlung bewirkt im Labor einen optischen Tarnkappen-Effekt.

Forscher wollen durch punktgenaue Gegenstrahlung Objekte für das Auge unsichtbar machen.
© TU Wien

Kreta (Griechenland). Ganz ohne Metamaterialien oder komplexe Linsen könnte ein "Unsichtbar"-Strahl zukünftig Objekte verschwinden lassen. Hierzu gleicht die Tarnkappe die Lichtstreuung am Objekt durch eine punktgenaue Gegenstrahlung aus, wodurch das Licht ungestört hindurchstrahlt und das Objekt unsichtbar scheinen lässt. Forscher haben bereits die theoretische Basis für diesen Tarnkappen-Trick entwickelt - Experimente sollen nun folgen.

Entsprechend physikalischen Gesetzmäßigkeiten streuen Materialien mit inneren Unregelmäßigkeiten einen einfallenden Lichtstrahl in alle Richtungen. Wird die Unregelmäßigkeit nun durch einen passgenauen Lichtstrahl ausgeglichen, so kann die Welle ungestört durchdringen. Im Labor sind es exotische Metamaterialien, welche das Licht so um ein Objekt herumlenken, dass es verschwindet. Aber ein Unsichtbarschein lässt sich auch durch besondere Resonanzeffekte oder einer speziellen Anordnung von Linsen erzeugen.

Eine weiterführende Tarnkappen-Technik entwickelte nun das Team um Konstantinos Makris von der Universität Kreta. Die Bestrahlung eines undurchsichtigen Materials mit nur einem Lichtstrahl eines bestimmten Wellenmusters reichte um dieses für einen zweiten Lichtstrahl unsichtbar zu machen, wie die Forscher im Fachmagazin Nature berichten.

Der Forscher erklärt dies vereinfacht am Beispiel eines Stück Würfelzuckers: "Im Würfelzucker", so Stefan Reuter von der TU Wien, "werden Lichtwellen unzählig oft abgelenkt und gestreut, irgendwo kommen sie wieder heraus. Die Lichtwelle kann sich durch das Medium nicht geradlinig hindurchbewegen und wird chaotisch in alle Richtungen gelenkt."

Seit Jahren arbeiten die Wissenschaftler an einer Möglichkeit die Wellenstreuung zu überlisten, beispielsweise anhand von Metamaterialien oder selbst Licht abstrahlende Objekte. Das Ziel ist nicht die Umleitung der Lichtwelle, sondern die Steuerung des Lichtstrahls auf geradem Wege durch ein Objekt hindurch; ganz so, als sei dieses gar nicht vorhanden. Forscherkollege Andre Brandstötter erklärt, dass dies mit spezieller Wellentechnologie und mit bestimmten Materialien durchaus möglich ist.

Makris erklärt: " Das Wellenmuster gleicht die Materialbrechung aus. Strahlt man exakt das punktgenaue Muster der inneren Unregelmäßigkeiten auf das Material, so lässt sich die Streuung praktisch ausschalten. Ein senkrecht verlaufender Lichtstrahl gelangt somit verlustfrei durch das Material."

Laut Rotter ist die einzige Voraussetzung, dass die Bestrahlung mit genau dem zu errechnenden Punktmuster erfolgen muss, welche in Abhängigkeit zu der Streuung im Inneren steht. Übertragen lässt sich das Prinzip auch auf andere Wellenarten, z.B. die Schallwellen.

Experimente in Vorbereitung

Da Computersimulationen und physikalische Modelle die Funktionsfähigkeit des Tarnkappenprinzips zeigen, folgt nun die experimentelle Umsetzung. Die Wissenschaftler zeigen sich zuversichtlich, dass diese Technik ganz neuartige Möglichkeiten in der aktiven Camouflage eröffnet.

Folgen Sie uns
Oft gelesen