Materialforschung Tarnkappen-Tüftler erobern die dritte Dimension

Forscher haben mit einer Tarnkappe einen dreidimensionalen Gegenstand unsichtbar gemacht. Sie konnten ein 18 Zentimeter großes Zylinderrohr im Bereich der Mikrowellen verbergen. Im sichtbaren Licht ist der Trick ungleich schwieriger.

Experiment: Die zylindrische Tarnkappe macht ein Objekt im Mikrowellenbereich unsichtbar
DPA/ IOP Publishing/ New Journal of Physics

Experiment: Die zylindrische Tarnkappe macht ein Objekt im Mikrowellenbereich unsichtbar


Bristol/Austin - Weltweit arbeiten zahlreiche Labore an verschiedenen Tarnkappen, die Gegenstände unsichtbar machen sollen. Die meisten Ansätze nutzen künstliche Materialien mit negativem Brechungsindex. Diese sogenannten Metamaterialien sollen das Licht um das Objekt herumlenken: Bestimmte Nano-Konstrukte sind auf der Oberfläche so angeordnet, dass dieser Effekt erzielt wird - wenn die Wellenlänge des Lichtes stimmt.

Auf diese Weise haben Forscher bereits zweidimensionale Objekte unsichtbar gemacht. Nun ist ihnen der Trick auch in der dritten Dimension gelungen. Forscher um Andrea Alù von der University of Texas at Austin berichten im "New Journal of Physics", dass dafür eine Modifikation des bisherigen Ansatzes nötig war: Die Forscher nutzten demnach 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", sagt Alù. Auf diese Weise konnten die Physiker einen 18 Zentimeter langen Zylinder für Mikrowellen mit einer Frequenz von rund 3,1 Gigahertz unsichtbar machen. Das funktionierte sogar aus allen Blickrichtungen, wie die Forscher betonen.

Unsichtbarkeit in einem bestimmten Wellenlängenbereich haben Forscher bereits erreicht, so etwa im Ultraschall-Spektrum zwischen 40 und 80 Kilohertz. Noch spannender wäre es freilich, wenn die Tarnkappe auch im Bereich des sichtbaren Lichtes funktionierte. Das wäre mit ihrer Technik im Prinzip durchaus möglich, sagen Alù und Kollegen: "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 kleine Objekte auf diese Weise optisch unsichtbar machen lassen dürften. Forscher vom Karlsruhe Institute of Technology (KIT) hatten im Jahr 2010 bereits eine Tarnkappe für dreidimensionale Objekte vorgestellt. Sie arbeitet in einem Bereich, der sich nahe am sichtbaren Licht befindet. Sie misst daher auch nur 10 tausendstel Millimeter in der Höhe, 30 in der Breite und 90 in der Länge.

Doch auch kleine Tarnkappen könnten für manche praktische Anwendung interessant sein, sagen nun die Forscher um Andrea Alù. So prüfe man derzeit, ob eine unsichtbare Mikroskopspitze die Abbildungsqualität mancher Mikroskope verbessern könnte.

chs/dpa

insgesamt 7 Beiträge
Alle Kommentare öffnen
Seite 1
Stelzi 26.01.2012
1. 2D und 3D
"Auf diese Weise haben Forscher bereits zweidimensionale Objekte unsichtbar gemacht." Es muss eigentlich heissen: Auf diese Weise haben Forscher bereits zwei Dimensionen von Objekten unsichtbar gemacht. Jedes Objekt in unserer Welt hat drei Dimensionen. Man sollte hier nicht Abbildungen mit realen Objekten verwechseln.
zweibein 26.01.2012
2. Akustik?
Zitat von sysopForscher haben mit einer Tarnkappe einen dreidimensionalen Gegenstand unsichtbar gemacht. Sie konnten ein 18 Zentimeter großes Zylinderrohr im Bereich der Mikrowellen verbergen. Im sichtbaren Licht ist der Trick ungleich schwieriger. http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/0,1518,811400,00.html
"...Unsichtbarkeit in einem bestimmten Wellenlängenbereich haben Forscher bereits erreicht, so etwa im Ultraschall-Spektrum zwischen 40 und 80 Kilohertz. Noch spannender wäre es freilich, wenn die Tarnkappe..." Was hat der Ultraschallbereich mit der Sichtbarkeit von Objekten zu tun?Geht es hier um sonare Ortung?
Punker 26.01.2012
3.
Zitat von zweibein"...Unsichtbarkeit in einem bestimmten Wellenlängenbereich haben Forscher bereits erreicht, so etwa im Ultraschall-Spektrum zwischen 40 und 80 Kilohertz. Noch spannender wäre es freilich, wenn die Tarnkappe..." Was hat der Ultraschallbereich mit der Sichtbarkeit von Objekten zu tun?Geht es hier um sonare Ortung?
Es geht um eine Tarnkappe, welche Gegenstände für gewisse Wellenlängen von EM-Wellen nicht registrierbar machen soll. Sichtbares Licht ist nur ein kleiner Bereich im EM-Spektrum, genauso, wie auch Ultraschall nur einen kleinen Bereich im Schallspektrum ausmacht. Wichtig ist hier erst einmal nur der Zusammenhang, dass beide Verfahren Wellenauslöschung betreiben um so die Gegenstände für die jeweiligen Wellen "unsichtbar" zu machen. Insofern liegen sie mit der sonaren Ortung gar nicht so falsch, da mittels Ultraschall-Sonar eben solche "getarnten" Objekte nicht mehr zu erfassen sein sollen.
barlog 26.01.2012
4.
Zitat von sysopForscher haben mit einer Tarnkappe einen dreidimensionalen Gegenstand unsichtbar gemacht. Sie konnten ein 18 Zentimeter großes Zylinderrohr im Bereich der Mikrowellen verbergen. Im sichtbaren Licht ist der Trick ungleich schwieriger. http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/0,1518,811400,00.html
Es geht auch einfacher: Um für die, mit Abwasch und Mülleimerentleerung drohende, Ehefrau unsichtbar zu sein, habe ich erste Erfolge mit einem Couchstoffanzug erzielt.
kindermoebel-24.de 26.01.2012
5.
---Zitat--- ...für Mikrowellen mit einer Frequenz von 3,1 Megahertz... ---Zitatende--- Die Frequenz 3,1 MHz ergibt eine Wellenlänge von ~98,78 m. Sie liegt damit im Grenzbereich zwischen Mittelwelle und Kurzwelle und hat mit Mikrowelle (Wellenlänge 300 mm bis 1 mm) überhaupt nichts zu tun! Sichtbares Licht liegt sogar zwischen 380 und 780 nm. Also im Nanometer-Bereich. 1 Nanometer = 1 Milliardstel Meter = 1 Millionstel Millimeter. Ich würde mir eine sauberere Berichterstattung wünschen!
Alle Kommentare öffnen
Seite 1

© SPIEGEL ONLINE 2012
Alle Rechte vorbehalten
Vervielfältigung nur mit Genehmigung


TOP
Die Homepage wurde aktualisiert. Jetzt aufrufen.
Hinweis nicht mehr anzeigen.