Der Strahl, der unsichtbar macht Dienstag, 19.09.2017

Neuer Ansatz für Tarnkappen-Technologien.

Ein Forschungsteam der TU Wien hat einen neuen Ansatz für Tarnkappen-Technologien entwickelt: Ein vollständig undurchsichtiges Material wird von oben oder unten mit einem ganz bestimmten Wellenmuster bestrahlt – und das führt dazu, dass Lichtwellen von links nach rechts völlig ungehindert durch das Material dringen können. Dieses überraschende Resultat eröffnet ganz neue Möglichkeiten für aktive Camouflage. Das Prinzip ist für ganz unterschiedliche Arten von Wellen anwendbar – nicht nur für Licht, sondern etwa auch für Schallwellen. Erste Experimente dazu sind bereits in Planung.
 
Komplizierte Materialien wie etwa ein Stück Würfelzucker sind undurchsichtig, weil die Lichtwellen in ihnen unzählige Male abgelenkt und gestreut werden. Das Licht kann zwar eindringen, aber die Lichtwelle kann sich nicht geradlinig durch das Medium hindurchbewegen. Stattdessen wird sie chaotisch in alle Richtungen gestreut. Seit Jahren gibt es verschiedene Versuche, die Wellenstreuung zu überlisten und somit eine Art „Tarnkappe“ herzustellen. So kann man etwa aus speziellen Materialien Objekte herstellen, die bestimmte Lichtwellen außen um sich herumleiten.

 

An der TU Wien versuchte man nun, das Problem auf fundamentaler Ebene zu lösen. Die Lichtwelle soll nicht umgeleitet oder mit Zusatz-Displays wiederhergestellt werden, sondern die ursprüngliche Lichtwelle soll auf geradem Weg durch das Objekt steuern, so als wäre das Objekt gar nicht da. Der entscheidende Trick ist, dem Material punktgenau Energie zuzuführen und an anderen Stellen Absorption zu erlauben. Von oben wird genau das richtige Punktmuster auf das Material gestrahlt – wie durch einen gewöhnlichen Videoprojektor, allerdings mit sehr hoher Auflösung. Passt dieses Muster genau zu den inneren Unregelmäßigkeiten im Material, an denen normalerweise das Licht gestreut wird, kann man durch das von oben zugeführte Licht die Streuung praktisch ausschalten und ein Lichtstrahl kann von links nach rechts völlig durch das Material gelangen. Dabei muss jedes Objekt, das man durchsichtig machen will, mit einem eigenen Punktmuster bestrahlen– abhängig von der mikroskopischen Streuung in seinem Inneren.   
Dass die Methode funktioniert, konnte man in Computersimulationen bereits zeigen. Nun soll die Idee experimentell umgesetzt werden.

  

Bild: TU WIen - Ein Material mit inneren Unregelmäßigkeiten streut einen einfallenden Lichtstrahl in alle Richtungen.

 

AK
19.09.17