Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schallwellen ohne unerwünschte Mithörer

04.04.2011
Physiker schaffen Grundlage für die "perfekte Welle"

Schallwellen lassen sich durchaus an eine zweite Person durch den Raum schicken, ohne dass andere mithören - wenn nur die Wellen maßgeschneidert sind. Das berichten Forscher der TU Wien in der Fachzeitschrift "Physical Review Letters". In ihren theoretischen Überlegungen, die in aufwändigen Computersimulationen getestet wurden, verpassten sie Schall- oder Lichtwellen eine präzise Bahn, ähnlich wie die einer Billardkugel. "Die Idee stammt aus quantenphysikalischen Beobachtungen von Halbleitern, dürfte aber für alle Wellenarten gelten", erklärt Florian Libisch, einer der drei beteiligten Physiker, im pressetext-Interview.


Welle mit und ohne Streuung: In der Theorie gibt es die perfekte Welle schon (Bild: TU Wien/Rotter)

Überlagerung schaltet Streuung aus

Bei extrem kurzen Wellen wie etwa jenen von Laserlicht ist die punktgenaue Übermittlung kein Problem, werden Laserstrahlen doch erst bei Nebel gestreut und damit sichtbar. Die Idee der Wiener Physiker bezieht sich hingegen auf Wellen, deren Länge nicht nur im Nanometer-, sondern bis in den Zentimeter- und sogar Meterbereich reicht, also außer auf optische Wellen auch auf Mikrowellen, Radiowellen oder Schallwellen. Auch diese können ohne Streuverluste übermittelt werden, so die Forscher - wenn nur die Überlagerung genau stimmt.

Dazu müsste man laut Libisch zunächst in Erfahrung bringen, wie sich eine Welle beim Durchgang eines Streumediums verhält. "Kennt man diese sogenannte Streumatrix, so lässt sich am Computer berechnen, mit welcher Amplitude und Phase man Wellen in den Raum schicken muss, damit sich ihre Streuungen gegenseitig auslöschen. Ziel ist dabei, dass die gesamte Wellenfront einem einzigen Pfad folgt." Im Falle akustischer Wellen kann dies durch ein Gitter winziger Lautsprecher erfolgen, die jeweils Teilwellen mit wohldefinierter Amplitude und Phase aussenden und in Summe eine gemeinsame Wellenfront bilden.

Potenzial von Funk bis Tumortherapie

Die Idee stieß schon bisher auf enormes Interesse. Mehrere Forschungsgruppen kündigten Experimente an, ist doch die Palette denkbarer Anwendungen groß. "Eine entsprechende Technik könnte es erlauben, abhörsicher über Radiowellen zu kommunizieren. In der Strahlentherapie könnte man dadurch Energie genau im Tumor freisetzen und das Gewebe rundum unbeschädigt lassen, ebenso wie die verlustfreie Übertragung eines Wellensignals entlang einer bestimmten Bahn auch Energie sparen könnte. Derzeit sind wir erst im Stadium der 'begründeten Hoffnung', die technischen Grundlagen zur Umsetzung gibt es allerdings längst", betont der Forscher.

Abstract unter http://prl.aps.org/abstract/PRL/v106/i12/e120602

Johannes Pernsteiner | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.tuwien.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Waschen für die Mikrowelt – Potsdamer Physiker entwickeln lichtempfindliche Seife
02.12.2016 | Universität Potsdam

nachricht Quantenreibung: Jenseits der Näherung des lokalen Gleichgewichts
01.12.2016 | Forschungsverbund Berlin e.V.

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie