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Wie Harry Potters Zaubermantel funktioniert

Britische und amerikanische Physiker haben ein Rezept entwickelt, mit dessen Hilfe ein Körper zumindest theoretisch für elektromagnetische Wellen unsichtbar gemacht werden kann. Dazu muss dieser nur mit einer Hülle aus einem Material versehen werden, dessen optischer Brechungsindex von innen nach außen in einer ganz bestimmten Art und Weise variiert. Auf die Hülle auftreffende Wellen werden dann so gebrochen, dass sie sich hinter ihr zu einem Wellenmuster vereinigen, als wäre das Objekt gar nicht da. Mäntel aus solchen Metamaterialien könnten schon innerhalb von wenigen Jahren hergestellt werden, glauben die Forscher.

John Pendry vom Imperial College und seinen Kollegen von der Duke University zufolge muss der Brechungsindex an der Innenseite des Mantels viel kleiner sein als an dessen Außenhaut. Auf diese Weise verkleinert sich die Geschwindigkeit durch die Hülle wandernder elektromagnetischer Wellen von innen nach außen. Wenn die Variation des Brechungsindexes genau abgestimmt wird, so vereinigen sich die Wellen nach dem Durchgang durch den Mantel zu einem Phasenmuster, das dem eines Durchgangs durch den freien Raum gleicht (siehe Bild).

Ulf Leonhardt von der St. Andrews Universität hat dieses Ergebnis in einer unabhängigen Studie bestätigt. Die beiden Arbeiten werden in einer der nächsten Ausgaben des Fachmagazins Science erscheinen.

Metamaterialien bestehen aus regelmäßigen Anordnungen leitender Strukturen wie etwa Stäbe oder Ringe, deren Ausmaße viel kleiner als die Wellenlänge der gewünschten elektromagnetischen Strahlung sind. Auf diese Weise kann der optische Brechungsindex des Materials genau eingestellt werden, und selbst negative Werte sind möglich. In diesem Falle wird Licht dann in die falsche Richtung gebrochen. Die Forscher glauben, dass sich unsichtbar machende Hüllen aus Metamaterialien schon innerhalb der nächsten fünf Jahre zumindest für Radiowellen herstellen lassen werden.

Nachrichtendienst PhysicsWeb Stefan Maier
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