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Zylinderförmige Tarnkappe, in der sich ein Zylinderrohr befindet (oben), unten einen Querschnitt der Versuchsanordnung, unten rechts eine gezoomte Teilansicht der Tarnkappe
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Zylinderförmige Tarnkappe, in der sich ein Zylinderrohr befindet (oben), unten einen Querschnitt der Versuchsanordnung, unten rechts eine gezoomte Teilansicht der Tarnkappe

Metamaterial

Tarnkappe für dreidimensionale Gegenstände entdeckt

Erstmals haben Forscher in Texas mit einer Tarnkappe einen dreidimensionalen Gegenstand unsichtbar gemacht. Wie groß die Objekte sein können, die man verschwinden lässt, hängt von der Wellenlänge ab.

Erstmals haben Forscher in Texas mit einer Tarnkappe einen dreidimensionalen Gegenstand unsichtbar gemacht. Wie groß die Objekte sein können, die man verschwinden lässt, hängt von der Wellenlänge ab.

Mit Hilfe eines sogenannten plasmonischen Metamaterials ließen die Wissenschaftler von der Universität von Texas in Austin ein 18 Zentimeter großes Zylinderrohr verschwinden, wie sie im „New Journal of Physics“ berichten. Allerdings funktioniert das bislang nur im Bereich der Mikrowellen und nicht im sichtbaren Licht.

Zahlreiche Labore weltweit arbeiten an verschiedenen Tarnkappen, die Gegenstände unsichtbar machen sollen. Die meisten Ansätze nutzen künstliche Materialien mit negativem Brechungsindex. Diese Metamaterialien sollen das Licht um das Objekt herumlenken. Auf diese Weise haben Forscher bereits zweidimensionale Objekte unsichtbar gemacht. Dass dies auch mit dreidimensionalen gehe, sei bislang nur in der Theorie gezeigt, betont das britische Institute of Physics (IoP) als Herausgeber des Fachjournals.

Die Wissenschaftler aus Texas wählten einen etwas anderen Ansatz: Sie nutzten sogenannte plasmonische Metamaterialien. Das sind künstliche Stoffe, die ebenfalls besondere Eigenschaften bei der Lichtstreuung haben: Sie streuen Licht genau entgegengesetzt zu Alltagsmaterialien. „Wenn sich die Streufelder der Tarnkappe und des Gegenstands überlagern, löschen sie sich gegenseitig aus“, erläuterte Ko-Autor Prof. Andrea Alù in einer IoP-Mitteilung.

Auf diese Weise konnten die Physiker den Zylinder tatsächlich für Mikrowellen mit einer Frequenz von 3,1 Megahertz unsichtbar machen. Das funktionierte sogar aus allen Blickrichtungen, wie die Forscher betonen. „Im Prinzip kann diese Technik auch für sichtbares Licht benutzt werden“, erläuterte Alù. „Allerdings hängt die Größe der Objekte, die sich effektiv verstecken lassen, von der Wellenlänge ab.“

Sichtbares Licht hat eine sehr viel kürzere Wellenlänge als Mikrowellen, so dass sich nur noch millionstel Meter (Mikrometer) kleine Objekte auf diese Weise optisch unsichtbar machen lassen dürften. Auch das könnte jedoch für manche Anwendungen interessant sein, betonte Alù. So prüften die Forscher derzeit, ob eine derart unsichtbare Mikroskopspitze die Abbildungsqualität mancher Mikroskope verbessern könne. (dpa)

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