Mittwoch, 27. März 2013

Forscher lassen Tarnmantel Wirklichkeit werden


Ein mit einem hauchdünnen "Metaschirm" getarnter Zylinder wird im Mikrowellenspektrum aus allen Blickwinkeln heraus "unsichtbar".
| Copyright: Institute of Physics


Austin (USA) - Bislang gingen alle Bemühungen zur Herstellung von Materialien, die Gegenstände unsichtbar erscheinen bzw. tarnen können, mit dem Einsatz massiver Apparaturen und Materialien einher. Einem internationalen Wissenschaftlerteam ist nun allerdings die Herstellung einen ultradünnen Materials gelungen, dass schon jetzt dreidimensionale Objekte aus jeglicher Perspektive betrachtet und damit ganz wie ein Tarnmantel, für Mikrowellen "unsichtbar" erscheinen lässt. An der Umsetzung der Technologie auch für andere Bandbreiten - und somit auch im Spektrum des sichtbaren Lichts - arbeiten die Forscher schon jetzt. Harry Potters Zaubermantel sind aber dennoch natürliche Grenzen gesetzt.

Das als "Metascreen" (Metaschirm) bezeichnete Material selbst ist nur wenige Mikrometer dick, berichten die Forscher um Professor Andrea Alu von der University of Texas aktuell im Fachmagazin "New Journal of Physics". Es besteht aus 66µm (66 tausendstel Millimeter) dünnem Kupferband auf einem netzartigen 100 µm (0,1 Millimeter) dicken Polykarbonfilm.


In den Versuchen gelang des den Wissenschaftlern, damit einen 18 Zentimeter großen Zylinder vor Mikrowellen abzuschirmen. Zudem zeigen Berechnungen, dass mit dem Material auch asymmetrische Objekte abgeschirmt werden können.


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Normalerweise können Objekte in bestimmten Bandbreiten und Spektren wahrgenommen werden, wenn entsprechende Wellen (Töne, Licht, Röntgenstrahlen oder eben auch Mikrowellen von ihrer Oberfläche zurückgeworfen werden. "Der Grund, weswegen wir Objekte sehen ist der, dass Licht von ihren Oberflächen in unsere reflektiert wird und unsere Augen bzw. unser Gehirn diese Information entsprechend verarbeiten kann", erläutern die Forscher.


Während frühere Versuche sogenannte Metamaterialien dazu verwendet haben, die ankommenden Wellen von dem Objekt ab- oder herumzulenken, nutzt die von den Forscher als "mantle cloaking" bezeichnete neue Methode das beschriebene Material, um die Wellen bzw. Strahlung aufzuheben nachdem die von dem getarnten Objekt zurückgeworfen werden.


"Wenn diese gestreuten Felder des Mantels und die des Objekts einander überlagern, so heben sie einander auf. Das Ergebnis ist Transparenz und Unsichtbarkeit aus allen Beobachtungswinkeln", so Alu.


Der Vorteil dieser Methode gegenüber bereits existierende Technologien liege im Formanpassungsvermögen des Materials, seine leichte Herstellbarkeit und die erweitere Bandbreite des elektromagnetischen Spektrums, in dem der Tarnmantel funktioniert.



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Schon jetzt arbeiten die Forscher daran, die Methode auch auf andere Wellenlängen zu übertragen und Objekte auch von sichtbarem Licht abzuschirmen. Allerdings schrumpfe die Größe der Objekte, die so effektiv versteckt werden können, mit der Wellenlänge, so dass angesichts optischer Frequenzen die Streuung lediglich anhand von mikrometergroßen (tausendstel Millimeter) Objekten effektiv gestoppt werden könne. Derart geschrumpft, wäre ein Tarnmantel dann auch für Zauberlehrling Potter gänzlich überflüssig.

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