Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Optik-Revolution: Material bricht Licht nicht

13.07.2011
Forscher orten großes Anwendungspotenzial in der IKT

Ein internationales Forscherteam hat ein Material entwickelt, durch das sich Licht ausbreitet, als wäre es gar nicht da.


Spezialkonstruktion: Licht läuft unbeirrt durch Chips (Foto: columbia.edu)

"Wir haben ein Metamaterial mit null Brechungsindex hergestellt und beobachtet. Wir haben gesehen, dass Licht durch das Material läuft, als wäre dieser Raum nicht vorhanden", sagt Serdar Kocaman, Elektrotechnik-Doktorand an der Columbia University. Es kommt dabei nicht einmal zu einer Phasenverzögerung, weshalb das Team großes Anwendungspotenzial beispielsweise im Bereich photonischer Chips ortet.

"Wir können jetzt den Fluss von Licht kontrollieren, dem schnellsten, was wir kennen", meint zudem Projektleiter Chee Wie Wong, Professor für Maschinenwesen an der Columbia. "Das kann selbst-fokussierende Lichtstrahlen und hochgradig gerichtete Antennen ermöglichen." Ebenso verweist er auf die Chance, eine Tarnkappe zumindest für kleine Objekte oder einen begrenzten Frequenzbereich umzusetzen.

Wichtige Phase
Wong sieht die Entwicklung als großen Schritt in Richtung Informationstransport in optischen Chips, mit voller Kontrolle über die Phase des Lichts. Das könnte letztlich große praktische Bedeutung haben, wie der Elektrotechniker Thomas Müller vom Institut für Photonik der TU Wien http://www.photonik.tuwien.ac.at auf Nachfrage von pressetext bestätigt. "In photonischen Chips wird elektrische Information in optische Signale umgewandelt und umgekehrt", erklärt er. Die dafür nötigen elektro-optischen Modulatoren basieren in der Regel auf einem interferometrischen Prinzip, das nur bei klar definierter Phase des Lichts funktioniert.
Unnatürlicher Brechungsindex
Möglich wird die Phasenkontrolle durch eine speziell aufgebaute Nanostruktur, deren Strukturgrößen kleiner sind als die Lichtwellenlänge. Das Team, zu dem auch britische und singapurische Forscher zählen, hat darin Materialien mit positivem und negativem Brechungsindex so kombiniert, dass die Gesamtstruktur einen Brechungsindex von genau Null aufweist - ein bislang einzigartiger Wert.

Alle bekannten natürlichen Materialien haben einen positiven Brechungsindex, im Normalfall größer als eins. Zwar hat der russische Physiker Victor Veselago schon in den 1960ern vorausgesagt, dass Materialien mit negativem Brechungsindex möglich sind. Ab der Jahrtausendwende gab es Durchbrüche bei der Fertigung entsprechender Metamaterialien, die unter anderem als Hoffnungsträger für technologisch erreichte Unsichtbarkeit gelten.

Thomas Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.columbia.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Speicherdauer von Qubits für Quantencomputer weiter verbessert
09.12.2016 | Forschungszentrum Jülich

nachricht Elektronenautobahn im Kristall
09.12.2016 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie