Umleitung Physiker bringen Schall um die Ecke

Durch geschickte Wahl von Hindernissen lässt sich, so eine neue Studie, die Richtung von Schallwellen problemlos um 45 Grad verändern. Ähnliche Manipulationen könnten auch mit Licht möglich sein.


Lärm-Stopper: Mit der neuen Technik sollen bestimmte Frequenzen einfach ausgeblendet werden können
DPA

Lärm-Stopper: Mit der neuen Technik sollen bestimmte Frequenzen einfach ausgeblendet werden können

Es ist ein Effekt, den viele wahrscheinlich noch aus dem Schulunterricht kennen. Schallwellen, ganz besonders solche mit niedriger Frequenz, breiten sich nicht unbedingt geradlinig aus. Wie sonst wäre es möglich, einen nicht sichtbaren, hinter einer Hausecke verborgenen Knall zu hören?

Physiker haben die Antwort seit langem parat und sprechen vom Phänomen der Beugung: Kommen Schallwellen an einen Spalt oder eine Kante, wird ein Teil von ihnen nach außen abgelenkt. Je stärker die Beugung, desto schwächer die Intensität.

Spanische Forscher haben diesen physikalischen Effekt offensichtlich auf die Spitze getrieben. Wie das Wissenschaftsmagazin "Science" in seiner Online-Ausgabe berichtet, ist es einem Team um Manuel Torres vom Institut für Angewandte Physik des spanischen Wissenschaftsrats gelungen, hochfrequente Schallwellen um 45 Grad zu beugen.

Kernstück der Apparatur ist ein quadratisches Gitter aus kleinen Quecksilber-Stäben mit einem Durchmesser von zwei Millimetern. In regelmäßigen Abständen angeordnet, lassen die kleinen Hindernisse hochfrequenten Schall ungehindert durch - so lange er direkt auf das Gitter fällt. Treffen die Schallwellen dagegen unter einem bestimmten Winkel auf, haben sie keine Chance.

Genau das aber hat sich das Team um Torres zunutze gemacht. Wie die Wissenschaftler im Fachblatt "Physical Review Letters" berichten, haben sie hinter dem ersten Gitter ein zweites, identisches Hindernis im Winkel von 45 Grad montiert. Da der Schall keinen anderen Ausweg mehr sah, nahm er die erste nahe liegende Umleitung: Er wurde um 45 Grad gebeugt.

Die Technik könnte eines Tages dazu führen, dass Schall einer bestimmten Frequenz einfach ausgefiltert und eingefangen wird, während die restlichen Schallwellen ungehindert passieren können. Möglich erscheint sogar, das Prinzip irgendwann einmal auf deutlich kürzere Wellen zu übertragen: das Licht.

Noch basteln Physiker an photonischen Kristallen, die als Schalter und Weichen in optischen Schaltkreisen fungieren sollen. Doch möglicherweise, so hoffen die Spanier, lassen sich derartige Probleme auch mit einfachen Gittern lösen.



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