Metamaterialien – Schein statt Sein

Den Tarnumhang von Harry Potter, der ursprünglich Ignotus Peverell gehörte, kennt sicher jeder. Als einer der drei Heiligtümer des Todes ist er für den endgültigen Sieg über Voldemort ein wichtiges Utensil, taucht aber schon früher in den Geschichten von Harry und seinen Freunden immer wieder mal auf und rettet sie aus brenzligen Situationen. Ich bin mir sicher, jeder von Euch hätte einen solchen Umhang gut gebrauchen können.
Was in der Welt von Harry Potter als reine Magie erscheint und keiner weiteren Erklärung bedarf, erscheint uns in der realen und erlebbaren Welt völlig unmöglich. Aber ist es das wirklich?
Unsichtbare HandNun, auch dies ist ein sehr aktives Forschungsgebiet, insbesondere auch in der militärischen Forschung. Im Kern geht es um die Frage, wie man Licht verzerrungsfrei und blickwinkelunabhängig um Objekte herumlenken kann. Dazu gibt es mittlerweile einige praktikable Ansätze, auch wenn die Anwendungsgebiete noch sehr eingeschränkt sind. Vom unsichtbaren Auto von James Bond sind wir jedenfalls noch weit entfernt. Aber es wird kommen.
Die Lichtablenkung mit Linsen lässt sich im Labor recht einfach bewerkstelligen, allerdings ist der Einsatz in der Praxis etwas unhandlich. Vielversprechender sind da schon die jüngsten Ergebnisse in der Metamaterialforschung. Einer Forschungsgruppe an der Universität Berkely ist es gelungen, kleinere Objekte in einen Stoff aus Metamaterial einzuwickeln, und damit vollständig unsichtbar zu machen. Das kommt dem Tarnumhang von Harry Potter und seinen Freunden schon verdammt nah.



Aber was sind diese sogenannten Metamaterialien? Ich zitiere mal die Definition aus Wikipedia: „Ein Metamaterial ist eine künstlich hergestellte Struktur, deren Durchlässigkeit für elektrische und magnetische Felder (Permittivität und Permeabilität) von der in der Natur üblichen abweicht.“ Im Kern sagt dies, dass Metamaterialien Licht und Schall anders behandeln, als uns unsere Alltagserfahrung erwarten lässt. Sie brechen diese Wellen nicht wie beispielsweise Wasser in sich hinein, sondern lenken sie um sich herum. Darüber hinaus lassen sich die Brechungsindizes einiger Metamaterialien durch elektrische Spannung, die am Material anliegt, beeinflussen. Damit ist die Licht- und Schallbrechung kontrolliert steuerbar.
Die Anwendungsgebiete von Metamaterialien sind grenzenlos, nehmen wir doch unsere Umwelt hauptsächlich über Sehen und Hören wahr. Optische und akustische Tarnkappen sind sicher nur der Anfang. Für unsere mediensüchtige Gesellschaft werden mithilfe von Metamaterialien in nicht allzu ferner Zukunft die ersten Bildschirme realisiert werden, die eine echte räumliche Bilddarstellung ohne zusätzliche Hilfsmittel wie Brillen ermöglichen.

Und der weiße Hai, der in Zurück in die Zukunft II aus einem Werbeplakat springt, wird sicher auch eine Bereicherung der Werbelandschaft in unseren Innenstädten sein. Oder etwa nicht?


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