Gegenstände unsichtbar machen! – Magie? Nein, Wissenschaft!

Wie Wissenschaftler ein neuartiges Metamaterial entwickeln, hinter dem kleine Gegenstände unsichtbar werden

Gegenstände unsichtbar zu machen, ist nicht mehr nur eine Erscheinung aus Science-Fiction-Filmen, sondern schon längst Wissenschaft.
Der Physiker Xiang Zhang und seine Arbeitsgruppe an der University of California in Berkeley entwickelten eine kleine Tarnkappe aus Gold, hinter der Gegenstände unsichtbar werden.

Das Forscherteam um Xiang Zhang stellte die Tarnkappe aus maßgefertigten, nanometergroßen Antennen aus Gold her, die sich wie eine Haut auf ein mikrometergroßes Objekt legen. Die Goldantennen bewirken dabei, dass bei Bestrahlung mit sichtbarem Licht das Objekt, um den die Tarnkappe gelegt ist, unsichtbar bleibt.

Voraussetzung für diese Unsichtbarkeit ist, dass diese Goldantennen maßgeschneidert an das zu verbergende Objekt sind. Denn die Zahl und Form der Goldantennen bestimmen, wie das eintreffende Licht aufgenommen und wieder abgestrahlt wird. Bei genauer Anpassung an das jeweilige Objekt, wird das Licht so abgestrahlt wie es auch von der Oberfläche abgestrahlt wäre, auf der das Objekt liegt. Somit bleibt das Objekt unsichtbar!  

Bisher funktioniert das nur, wenn sich der zu verbergende Gegenstand nicht bewegt und nur mit rotem Licht bestrahlt wird. Die Entwicklung solcher Tarnkappen bis zur kommerziellen Marktreife, wird jedoch noch Jahrzehnte dauern.

Erste Versuche auf dem Gebiet der Metamaterialien

Die ersten versprechenden Laborergebnisse auf diesem Gebiet gehen auf das Jahr 2000 zurück und wurden in San Diego an der University of California von dem Physiker David Smith und seinen Kollegen veröffentlicht. Die theoretischen Vorarbeiten zu diesen Versuchen lieferte John Pendry vom Imperial College London in den  90er Jahren.

David Smiths Versuche zeigten, dass ein Metamaterial, das aus einer Strukturanordnung aus dünnen Drähten und Ringen aus Kupfer bestand, bei der Bestrahlung mit Mikrowellen, die Strahlung in die entgegengesetzte Richtung ablenkt. Dieses von der Norm abweichende Verhalten, das Metamaterialien auszeichnet, eröffnete damit die Vorstellung, dass nach diesem Prinzip zur Beugung von Strahlung auch „Tarnmaterial“ entwickelt werden könnte, hinter dem  Gegenstände unsichtbar werden.

Seit diesen Versuchen forschen Physiker und Materialwissenschaftler seit Jahren an der Entwicklung von Metamaterialien, die als Tarnmaterial zum Einsatz kommen können.
Das eifrigste Interesse in der Erforschung auf diesem Gebiet zeigte das Militär und war damit auch der größte Investor.


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