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Perfekter Spiegel

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Perfekter Spiegel
US-Wissenschaftler haben einen Superreflektor für infrarotes Licht gebaut. Mit seiner Hilfe könnten künftig Signale verlustfrei übermittelt und Räume kühl gehalten werden.

Spiegel, wie sie in jedem Badezimmer hängen, werfen nur etwa 80 bis 90 Prozent des einfallenden Lichts zurück. Den Rest schlucken die freien Elektronen einer Aluminiumschicht, die sich hinter dem Glas verbirgt.

Fast verlustfrei arbeiten dagegen dielektrische Spiegel. Sie bestehen aus einer wiederkehrenden Abfolge zweier Schichten, die das Licht unterschiedlich stark brechen. Ihr Nachteil gegenüber herkömmlichen Aluminium-Spiegeln: Das Licht muß unter einem bestimmten Winkel einfallen, damit es reflektiert wird.

Wissenschaftler um die Professoren Edwin Thomas, John Joannopoulos und Francis Wright Davis vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben jetzt einen Superspiegel gebaut, der infrarotes Licht unabhängig von seinem Einfallswinkel nahezu hundertprozentig zurückwirft. Er enthält das Halbmetall Tellur und Polystyrol, einen Kunststoff, aus dem beispielsweise Joghurtbecher gefertigt werden. Dabei ist er wesentlich dünner als die bisher gebräuchlichen Infrarot-Reflektoren, denn er besteht lediglich aus neun Schichten.

Weil der neue Spiegel sichtbares Licht durchläßt, aber Wärmestrahlung reflektiert, könnte man mit ihm Fenster beschichten: Selbst bei voller Sonneneinstrahlung würden die Räume dahinter nicht heiß. Die MIT-Wissenschaftler wollen außerdem Hohlfasern mit dem Reflektor auskleiden: Die Fasern könnten dann Lichtwellen eines breiten Frequenzspektrums nahezu verlustfrei weiterleiten und somit Signale effektiv übertragen.

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Die MIT-Forscher hatten vor der Konstruktion des Spiegels eine Theorie aufgestellt, mit deren Hilfe ermittelt werden kann, welche optischen Eigenschaften Materialien für einen Superspiegel haben müssen. Außerdem verrät sie, wie dick die einzelnen Schichten sein müssen, damit ein Reflektor vollkommen wird.

Mit dem erfolgreichen Bau des Spiegels konnten die Wissenschaftler den praktischen Wert ihrer Theorie beweisen. Die Berechnungen der MIT-Forscher zeigen allerdings auch, daß der perfekte Spiegel für sichtbares Licht noch lange nicht an der Wand hängen wird. Denn Materialien mit den dafür nötigen optischen Eigenschaften gibt es zur Zeit nicht.

Karin Hollricher

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