Physik: Traktorstrahl für die Badewanne

Physikern ist es gelungen, in einer Wasserwanne Wellen zu erzeugen, die Gegenstände anziehen. Das Prinzip gleicht physikalisch betrachtet einer Erfindung aus der Serie "Star Trek". Dort werden damit Raumschiffe abgeschleppt.

Gerade war die Bade-Ente noch in Reichweite. Jetzt dümpelt sie am anderen Ende der Wanne. Lässt sich das schwimmende Gummitier wieder heranholen, indem man rhythmisch im Wasser planscht?

In der Badewanne klappt das meistens nicht. Im Labor ist es nun allerdings gelungen. Das zeigen Physiker um Horst Punzmann von der Australian National University im Fachmagazin Nature Physics. Zugegeben, die Forscher haben etwas mehr Aufwand betrieben als der durchschnittliche Badewannensitzer. Und statt eines Quietsche-Entchens haben sie einen Tischtennisball verwendet. Den haben sie in ein Laborbecken geworfen, an dessen Rand ein elektrisch angetriebener Kolben arbeitet. Dieser schnellt mehrere Male pro Sekunde auf und ab und erzeugt so maßgeschneiderte Wellen.

Bewegt sich der Kolben langsam, entstehen parallele Wellenzüge, die den Ball vom Kolben wegtreiben. Erreichen wollten die Forscher aber das Gegenteil. Dazu ließen sie den Kolben etliche Male pro Sekunde schwungvoll im Wasser klatschen, damit sich mehrere Wellenzüge überlagern und zerfurchte Täler das Wasser durchziehen. In einigem Abstand von dem Kolben bildeten sich zudem zwei turbulente Wirbel, die den Tischtennisball aber weiterhin vom Kolben wegtrieben. Erst wenn der Kolben immer wieder mit einer Beschleunigung ins Wasser gehauen wurde, die dem 1,2-fachen der Erdanziehung entspricht, änderten die Strudel ihre Drehrichtung. Statt den Tischtennisball wegzudrücken, erzeugten sie plötzlich eine Sogwirkung in Richtung Kolben.

Dieser Sog gleiche starke, abweisende Strömungen unmittelbar vor dem Kolben aus, schreiben Punzmann und seine Kollegen. Sie sehen großes Anwendungspotenzial für ihre Methode, nicht nur in der Badewanne. Man könnte zum Beispiel kleine Boote bewegen oder Ölteppiche aus dem Wasser fischen, vermuten die Forscher. Fraglich ist allerdings, ob sich ihr Verfahren überhaupt sinnvoll außerhalb des Labors anwenden lässt, wo viele unkontrollierbare, insbesondere geometrische Faktoren hinzukommen. Aufmerksamkeit ist den Forschern dennoch gewiss, schließlich nennen sie ihre manipulativen Wellen "Traktorstrahl". Diese Technik kennt man aus der Fernsehserie Star Trek, wo sie dazu dient, Raumschiffe abzuschleppen. Die schwimmen aber leider nicht im Wasser - und sind ein wenig größer als ein Quietsche-Entchen.