Forscher arbeiten an optischem Tarnsystem Können wir uns bald unsichtbar machen?
London/Washington (RPO). Bisher konnte sich nur Harry Potter mit seinem Tarnumhang unsichtbar machen. Die Fantasie von Autorin Joanne K. Rowling könnte nun bald Realität werden. US-Forscher sind bei der Entwicklung einer unsichtbar machenden Tarnkappe einen Schritt weitergekommen. Sie haben Materialien mit bisher unerreichten optischen Eigenschaften entwickelt.
Diese brechen sichtbares Licht so, dass die Strahlung in allen drei Dimensionen um einen Körper herumgeführt wird. Mit diesem Prinzip könnte in Zukunft vielleicht ein optisches Tarnsystem entwickelt werden, das Flugzeuge, Schiffe oder auch Menschen unsichtbar macht. Bisher funktionierten solche sogenannten Metamaterialien nur in zwei Dimensionen und in nicht sichtbaren Bereichen des elektromagnetischen Spektrums. Ihre Ergebnisse stellen die beiden Arbeitsgruppen unter Leitung von Yiang Zhang von der Universität von Kalifornien in Berkeley in den Fachmagazinen "Nature" und "Science" vor.
Ein Objekt wird dann unsichtbar, wenn es an seiner Oberfläche keine Streuung des Lichts gibt und sich das Licht hinter dem Körper so weiterbewegt wie davor. Daher suchen Forscher nach Materialien, mit denen sich dieses Prinzip vielleicht einmal in der Praxis umsetzen lässt. Die Materialien für eine solche Tarnkappe müssten einen negativen Brechungsindex aufweisen, wie Physiker sagen: Ein schräg auf eine Oberfläche einfallender Lichtstrahl wird dabei nicht einfach leicht zum Einfallslot hin gebrochen wie beispielsweise bei einer Glaslinse, sondern er wird über die Lotrechte hinaus so abgelenkt, dass er sich sowohl beim Einfall als auch beim Ausfall auf der gleichen Seite des Lots befindet.
Die Herstellung von Materialien mit negativem Brechungsindex im sichtbaren Bereich des Lichts war Forschern erstmals vor etwa zwei Jahren gelungen. Diese Metamaterialien funktionierten jedoch nur in zwei Dimensionen. Bei den von den Forschern um Zhang vorgestellten Materialien lässt sich hingegen ein negativer Brechungsindex in drei Dimensionen und über einen breiten Bereich des Lichtspektrums nachweisen.
Das von der ersten Arbeitsgruppe entwickelte Material besteht aus einem Wald dicht nebeneinander stehender Nanodrähte aus Silber, die in ein Gerüst aus Aluminium eingebettet sind. Das von der zweiten Arbeitsgruppe vorgestellte Material setzt sich hingegen aus einem feinen Netz aus insgesamt 21 übereinander geschichteten Lagen aus Silber und einer Magnesiumverbindung zusammen.
Die Forscher sehen für beide Materialien zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten in der Optik. Dabei denken sie nicht nur an die Entwicklung von Tarnkappen, sondern auch an die Messtechnik, den Einsatz in optischen Geräten im Nanomaßstab oder die Verwendung bei der Kommunikation über Lichtwellen.
