Metamaterialien: Wie WLAN und Mobilfunk analog werden sollen
Mit einem 10 Millionen Euro umfassenden Zuschuss unterstützt der europäische Forschungsrat die Arbeit von Giuseppe Caire an der Technischen Universität Berlin(öffnet im neuen Fenster) . Er ist Professor für theoretische Grundlagen der Nachrichtentechnik und einer der meistzitierten Wissenschaftler auf dem Gebiet der Informatik. Zusammen mit einem Forschungsteam der City University of New York, der Universität Paris-Saclay und der ETH Zürich möchte er die Art unserer modernen Kommunikation auf eine neue Grundlage stellen.
Dass das in absehbarer Zeit notwendig werden könnte, zeigt sich an den immer größeren Datenmengen, die mithilfe elektromagnetischer Wellen übertragen werden. Vom Katzenvideo bis zur Videokonferenz, vom Streamen im eigenen WLAN bis zum Satelliteninternet hat sich die drahtlose Kommunikation immer weiter verbreitet. Mittlerweile soll sie bis zu zehn Prozent des globalen Energieverbrauchs verursachen.
Die Welle als Medium
Dass dieser Bedarf sinkt, dürfte ausgeschlossen sein. Stattdessen soll die Art der Datenübertragung komplett überarbeitet werden. Derzeit werden alle Informationen sofort digitalisiert und in dieser Form verteilt.
Ziel des Forschungsteams ist es hingegen, die Informationen als elektromagnetische Welle zu übermitteln. Diese wird erst auf dem Zielgerät entschlüsselt und dort digitalisiert, um die enthaltenen Informationen auf Smartphone und Computer zu nutzen.
Linse statt Antenne
Ermöglicht werden soll das durch Metasurfaces(öffnet im neuen Fenster) . Diese zweidimensionalen Materialien können elektromagnetische Wellen beeinflussen. In den Amplituden, Phasen und der Polarisation werden Informationen eingebracht und wieder ausgelesen.
Die Oberfläche der Metamaterialien funktioniert ähnlich wie eine Kameralinse. Alle Eigenschaften der Welle werden detailliert erfasst. Die resultierende Aufnahme entspricht den übertragenen Informationen.
Bis zu den ersten industriellen Anwendungen, die auf der Technik basieren, soll es nach Einschätzung von Giuseppe Caire noch etwa 10 Jahre dauern.
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