Das Gegenteil eines Fensters

Undurchsichtig, aber nicht vorhanden: Illusion einer Wand aus Metamaterial

Illusion einer Wand
Illusion einer Wand

Beijing (China) - Erste primitive Tarnkappen für bestimmte Wellenlängen konnten mit streng symmetrisch aufgebauten Metamaterialien bereits verwirklicht werden. Mit solchen Materialien lassen sich aber Objekte nicht nur unsichtbar machen, auch das Gegenteil ist möglich: So schufen chinesische Physiker die Illusion einer Wand, die eigentlich gar nicht da ist. Dieser Trick, über den sie in der Fachzeitschrift "Physical Review Letters" berichten, funktioniert bisher für Radiowellen mit Frequenzen zwischen 45 und 60 Megahertz, soll aber auch für sichtbares Licht möglich sein.

In ihrem Labor am Institut für Elektronik der chinesischen Akademie der Wissenschaften in Beijing konstruierten Huanyang Chen und Kollegen einen Durchgang, der wie der Zugang zum Bahnsteig "Neun Dreiviertel" aus der Zauberwelt Harry Potters nicht für Jeden sichtbar ist. So klafft in einem Netzwerk aus Kondensatoren und elektrischen Leiterbahnen eine wenige Millimeter große Lücke. Doch durch die geschickte Wahl der Materialien und eine symmetrische Anordnung können Elektronen an deren Oberfläche so genannte Plasmonen bilden. Diese hindern elektromagnetische Wellen daran, durch die Öffnung zu gelangen. Die Folge: Die real existierende Lücke ist in diesem Spektralbereich unsichtbar und erscheint für die Wellen wie eine Wand.

"Dieser Aufbau bietet zwar einen offenen Kanal, blockiert jedoch die Wellen in einem bestimmten Frequenzbereich", erläutern die Wissenschaftler. Bisher funktioniert das Kunststück einer Wand, die eigentlich nicht vorhanden ist, im Bereich relativ langer Wellen mit Frequenzen zwischen 45 und 60 Megahertz (Wellenlänge 6,6 bis 5 m). Doch mit einer optimierten Anordnung der optisch aktiven Bauteile soll die Illusion der Wand auch im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums möglich sein, wo die Wellenlänge nur einige Hundert Nanometer beträgt. Von Anwendungen beispielsweise zu Tarnung offener Durchgänge ist diese Forschung allerdings noch weit entfernt.