"Tarnkappe" für US-Atlantikküste simuliert

Physiker am Boston College haben einen neuen Ansatz entwickelt, um Lichtstrahlen mithilfe sogenannter Metamaterialien noch präziser als bisher steuern zu können.

Die Methode baut dabei auf der bisherigen Forschung zu Tarnkappen auf, doch können mit der Neuentwicklung elektromagnetische Wellen beispielsweise um Gebäudeecken geleitet werden und verhalten sich dabei dennoch so, als würden sie sich in gerader Linie ausbreiten.

„Wir zeigen, dass unsere Strukturen Licht in einer noch nie da gewesenen Frequenzspanne in praktisch beliebiger Weise leiten können“, so Assistenzprofessor Willie J. Padilla und sein Kollege Nathan Landy. In einer Simulation ist es den Forschern sogar gelungen, mit ihrem Ansatz einen Lichtstrahl über eine gewaltige Strecke unter anderem entlang der US-Atlantikküste zu leiten, berichten sie in einer demnächst erscheinenden Ausgabe der Fachzeitschrift Optics Express.

Metamaterialien sind künstlich hergestellte Kompositmaterialien, die in der Natur nicht vorkommende Eigenschaften wie einen negativen Brechungsindex haben können. Sie bilden einen Schwerpunkt der Tarnkappen-Forschung, etwa mit speziellen Algorithmen zur Herstellung solcher Materialien (pressetext berichtete: http://pressetext.com/news/090116032/).

Ein zweiter Ansatz der wissenschaftlichen Arbeit ist die Transformationsoptik, die praktisch die Betrachtungsweise des Raums verändert. Das Boston-College-Team berichtet nun, dass sie durch eine neue Art, den Raum abzubilden, Licht präzise und effizient auf Bahnen leiten können, die dafür bislang zu komplex waren – etwa 90-Grad-Winkel oder Küstenlinien. In der Simulation kann ein Lichtstrahl so dem Verlauf des Randes der US-Landfläche folgen – von Michigan über Maine, entlang der Atlantikküste, um Florida herum bis nach Louisiana.

„Unsere Methode kombiniert die neuartigen Effekte der Transformationsoptik mit der praktischen Anwendbarkeit eines dielektrischen Aufbaus“, so die Forscher. Denn ihr Gerät wird mit relativ häufigen nichtleitenden Materialien wie dielektrischem Silizium konstruiert.

„Diese Arbeit klingt in der Tat sehr spannend“, sagt Karl Unterrainer, Professor am Institut für Photonik der Technischen Universität Wien http://info.tuwien.ac.at/photonik , gegenüber pressetext. Er betont jedoch, dass selbst derart beeindruckende Simulationsergebnisse wie am Boston College nur ein erster Schritt sind. „Es ist klar, dass man mit 'idealen' Metamaterialien Licht ums Eck lenken und nahezu verlustfrei führen kann“, so der Wissenschaftler. Die Forschung an Tarnkappen macht mit beeindruckenden theoretischen Arbeiten zwar wichtige Fortschritte. „Die experimentelle Demonstration ist aber eine größere Herausforderung, die noch sehr viele Schwierigkeiten zu meistern hat“, betont Unterrainer abschließend.

Media Contact

Thomas Pichler pressetext.austria

Weitere Informationen:

http://www.bc.edu

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie

Von grundlegenden Gesetzen der Natur, ihre elementaren Bausteine und deren Wechselwirkungen, den Eigenschaften und dem Verhalten von Materie über Felder in Raum und Zeit bis hin zur Struktur von Raum und Zeit selbst.

Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Astrophysik, Lasertechnologie, Kernphysik, Quantenphysik, Nanotechnologie, Teilchenphysik, Festkörperphysik, Mars, Venus, und Hubble.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

KI-basierte Software in der Mammographie

Eine neue Software unterstützt Medizinerinnen und Mediziner, Brustkrebs im frühen Stadium zu entdecken. // Die KI-basierte Mammographie steht allen Patientinnen zur Verfügung und erhöht ihre Überlebenschance. Am Universitätsklinikum Carl Gustav…

Mit integriertem Licht zu den Computern der Zukunft

Während Computerchips Jahr für Jahr kleiner und schneller werden, bleibt bisher eine Herausforderung ungelöst: Das Zusammenbringen von Elektronik und Photonik auf einem einzigen Chip. Zwar gibt es Bauteile wie MikroLEDs…

Antibiotika: Gleicher Angriffspunkt – unterschiedliche Wirkung

Neue antimikrobielle Strategien sind dringend erforderlich, um Krankheitserreger einzudämmen. Das gilt insbesondere für Gram-negative Bakterien, die durch eine dicke zweite Membran vor dem Angriff von Antibiotika geschützt sind. Mikrobiologinnen und…

Partner & Förderer