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Materialforschung:Der Stoff, aus dem Tarnkappen sind

Kalifornische Forscher haben ein Material entwickelt, unter dem Objekte theoretisch unsichtbar erscheinen könnten.

Auf der Suche nach einem Material, das Dinge unsichtbar macht, sind Physiker einen Schritt vorangekommen. Ein Forschungsteam um Xiang Zhang von der Universität Kalifornien in Berkeley hat einen Stoff entwickelt, der sichtbares Licht in allen drei Raumdimensionen um ein Objekt herumführen kann. Ihre Forschungsergebnisse werden die Wissenschaftler parallel in den kommenden Ausgaben der Fachzeitschriften Science und Nature veröffentlichen.

Bisland nur Fiktion: unsichtbare Menschen wie im Film "Hollow Man".

(Foto: Foto: AP)

Seit Jahren arbeiten Physiker an sogenannten Metamaterialien, die Lichtstrahlen anders brechen als natürlich vorkommende Stoffe. Während Licht, das in Wasser eintritt, meist leicht zum Lot hin gebrochen wird, lenken Metamaterialien den einfallenden Strahl weit über das Lot hinaus ab. Auf diese Weise kann Licht theoretisch um ein Hindernis herumgeführt werden; ein Objekt würde unsichtbar erscheinen.

Bislang war dieser Trick allerdings nur mit Mikrowellen gelungen. Alle Versuche, so etwas wie eine Tarnkappe auch im sichtbaren Licht zu entwickeln, beschränkten sich auf zweidimensionale Objekte - zum Beispiel auf Scheiben.

Zhang und seine Kollegen, die bei ihren Forschungen vom Pentagon unterstützt wurden, konnten diese Einschränkung nun umgehen. Sie entwarfen eine netzartige Struktur aus Silber-Nanodrähten, die sie Schicht für Schicht übereinanderlegten. Bei Tests zeigte ein Prisma, das die Physiker aus dem neuartigen Material hergestellt hatten, tatsächlich einen negativen Brechungsindex. Das heißt, die Lichtstrahlen wurden stärker abgelenkt, als es die klassischen optischen Gesetze erlauben.

Zudem sei das Licht, so Zhang, sogar bei variierenden Einfallswinkeln und in verschiedenen Farben negativ gebrochen worden. Auch sei überraschend wenig Licht verlorengegangen, was eine wichtige Eigenschaft für den praktischen Einsatz ist: Getarnte Objekte, die den Hintergrund dunkel oder unscharf erscheinen ließen, würden trotz des Aufwands wie Schemen auffallen.

Ob und wann die Technik praxistauglich sein wird, können die Forscher nicht sagen. Aber sie geben sich zuversichtlich. "Dieser unkomplizierte und elegante Weg zeigt, dass wir in der Lage sind, Licht umzulenken und für unsere Zwecke nutzbar zu machen", berichten Zhang und Kollegen. "Tarnkappen kommen ihrem Einsatz somit einen Schritt näher."