Unsichtbar in zwei Dimensionen: Forscher entwickeln Tarnumhang

Unsichtbar in zwei Dimensionen : Forscher entwickeln Tarnumhang

Washington (RPO). Harry Potter ist mit seinem Tarnumhang durch Hogwarts' verbotene Gänge geschlichen - nun versuchen auch Wissenschaftler, die Unsichtbarkeit zu ermöglichen. Kleine Gegenstände können sie durch eine umschließende Kappe schon für Mikrowellen - etwa von Radargeräten und Satelliten - unsichtbar machen.

Amerikanische Forscher haben in Laborversuchen demonstriert, wie kleine Gegenstände durch ein sie umschließendes Material zum Verschwinden gebracht werden können. Bislang funktioniert dies allerdings nicht mit sichtbarem Licht, sondern nur mit Mikrowellen, wie sie etwa von Radargeräten, Handys oder Satelliten verwendet werden.

Die Tarnkappe der Forscher um David Smith von der Duke-Universität in Durham besteht aus einem Ring aus so genannten Metamaterialien. Solche Materialien leiten dank ihrer speziellen Struktur die auftreffende Strahlung von der Vorderseite über die Ringstruktur auf die Rückseite um. Damit ist es für die Radarstrahlen so, als wäre an der Position der Materialien lediglich leerer Raum, schreiben die Forscher im Fachmagazin "Science" (Online-Vorabveröffentlichung, DOI: 10.1126/science.1133628).

Die Forscher vergleichen den Effekt mit einem glatten Stein, der in einem fließenden Gewässer liegt. Bewegt sich eine Wasserwelle darüber, teil der Stein zwar die Welle, doch hinter dem Stein ist der Welle die Störung nicht mehr anzusehen. Auch die Tarnkappe arbeitet so, dass die Wellenfront der Mikrowellenstrahlen trotz darin positionierter Gegenstände scheinbar nicht gestört wird.

Die Forscher haben dazu aus Kupferringen und -drähten sowie Glasfaserfolien einen Ring mit einem Durchmesser von zwölf Zentimetern gebaut. Als Vorlage diente ihnen dabei ein theoretischer Entwurf eines solchen Metamaterials. Dank der speziellen Anordnung der einzelnen Teile brach das Metamaterial elektromagnetische Strahlen dann tatsächlich anders als beispielsweise Glas. Während Glas auftreffende Lichtstrahlen senkrecht zur Oberfläche bricht, brechen Metamaterialien den Strahl von der senkrechten Achse weg.

Den Ring aus ihrem Metamaterial haben die Forscher nun so konstruiert, dass Mikrowellenstrahlen sozusagen um das Innere des Rings herum gebrochen werden. Die Wellen von Radarstrahlen erscheinen dadurch vor wie nach dem Ring ungestört. Auf diese Weise wird sowohl die Reflexion der Wellen am Objekt als auch der Schatten des Gegenstandes deutlich vermindert - anders gesagt: der Ring und Gegenstände in seinem Hohlraum sind praktisch unsichtbar.

Die Technik habe das Potenzial, Gegenstände beliebiger Größe aus den unterschiedlichsten Materialien zum Verschwinden zu bringen, berichten die Forscher. Bislang funktioniert die Tarnkappe allerdings nur in zwei Dimensionen. Die Wissenschaftler arbeiten nun daran, Objekte in allen drei Dimensionen unsichtbar zu machen. Ob sich das Prinzip irgendwann auch für den Einsatz bei sichtbarem Licht realisieren lässt, können sie jedoch noch nicht sicher sagen.