Unsichtbar: MIT-Forscher entwickeln Tarnkappe
Eine Gruppe von Forschern des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge hat eine Tarnvorrichtung entwickelt, die Gegenstände unsichtbar machen soll. Anders als ihre Vorgänger lässt die Tarnkappe mehrere Millimeter große Gegenstände im sichtbaren Licht verschwinden, wie die Forscher um Baile Zhang in einem auf dem Dokumentenserver Arxiv veröffentlichten Preprint(öffnet im neuen Fenster) schreiben.
Statt komplexer Metamaterialien...
Seit mehreren Jahren arbeiten Wissenschaftler an sogenannten Metamaterialien, die das Licht umleiten. Dadurch sollen Gegenstände, die davon bedeckt werden, unsichtbar erscheinen. Bisher gelang das jedoch nur in begrenzten Frequenzen des optischen Spektrums und mit sehr kleinen Gegenständen. Hinzu kommt, dass diese Metamaterialien aus Silizium bestehen und ein hochkomplexes Muster aufweisen, was die Herstellung aufwendig macht.
Den MIT-Forschern hingegen sei es gelungen, diesen Effekt mit einem natürlichen Material zu erzielen, berichtet das US-Wissenschaftsmagazin Technology Review(öffnet im neuen Fenster) . Ihre Tarnkappe bestehe aus Kalzit – einem Material, das häufig in der optischen Industrie eingesetzt wird. Bei der Fertigung bedienten sie sich herkömmlicher Techniken aus der Optik. Dadurch sei die Tarnkappe einfach und günstig herzustellen.
... Tarnvorrichtung aus Kalzit
Die Forscher machen sich die ungewöhnlichen Brechungseigenschaften des Minerals zunutze. Sie konstruierten die Tarnvorrichtung aus zwei Kalzit-Stücken. Mit dieser gelang es ihnen, ein keilförmiges Metallstück, das 3,8 Zentimeter lang und in der Mitte 2 Millimeter hoch ist, unsichtbar erscheinen zu lassen, und zwar in einem Spektrum des sichtbaren Lichts von rot bis blau.
Für den Versuch platzierten sie Block und Keil in einen Behälter mit einer durchsichtigen Flüssigkeit. An der einen Seite des Behälters befestigten sie spiegelverkehrt eine Schablone, aus der der Schriftzug des MIT ausgestanzt war, auf der anderen Seite eine Kamera. Dann beleuchteten sie die Schablone mit einem roten, einem grünen und einem blauen Laser. Zunächst beleuchteten sie den Aufbau ohne Keil, so dass das Licht vom Grund des Behälters reflektierte und dann auf die Kamera fiel. Diese fing entsprechend ein Bild des vollständigen Logos auf.
Komplettes Logo trotz Keil
Anschließend legten sie den Keil auf den Boden des Behälters und leuchteten ihn so an, dass das M des Logos auf den Keil fiel, I und T hingegen auf den Boden des Behälters. Das Bild der Kamera zeigte nur I und T, da das M vom Keil in eine andere Richtung gespiegelt wurde. Als nächstes legten sie einen Spiegel auf den Keil. Die Kamera fing alle drei Buchstaben auf, aber verschoben. Schließlich legten sie den Kalzitblock auf den Keil. Dieser leitete den Laserstrahl so, dass die Kamera alle drei Buchstaben des Schriftzugs abbildete – als ob der Keil sich nicht in dem Behälter befände.
Ein Zaubermantel, wie Harry Potter ihn in brenzligen Situationen überwirft, ist dieser Tarnblock jedoch noch nicht. Er funktioniert nur mit polarisiertem Licht und in der gegenwärtigen Form nur für eine bestimmte Blickrichtung. Die Forscher sind sich aber sicher, dass sie die Tarnvorrichtung so weiterentwickeln können, dass sie ein Objekt auch aus verschiedenen Blickrichtungen verschwinden lassen kann. Da Wasser Licht polarisiere, könne ihre Entwicklung "in ähnlichen Umgebungen" genutzt werden. Konkrete Anwendungen nannten sie dabei nicht.