Traktorstrahl: Ultraschall zieht Gegenstände an

Forscher in Schottland haben einen Traktorstrahl entwickelt, der Objekte anzieht. Er nutzt Ultraschallwellen und ist stärker als andere bisher entwickelte Traktorstrahlen.

Artikel veröffentlicht am 6. Mai 2014, 16:49 Uhr, Werner Pluta

Traktorstrahl: Schallwellen drücken Objekte in Richtung ihrer Quelle (Bild: Christine Démoré, Patrick Dahl/Physical Review Letters)

Objekte mittels Energie anzuziehen ist ein typisches Motiv in der Science Fiction: Gern werden, wie etwa in der Star-Wars-Filmreihe, Raumschiffe durch einen Traktorstrahl irgendwohin gezogen, wo sie gar nicht hin wollen - in den Todesstern etwa. Wissenschaftlern aus Schottland ist ein wichtiger Schritt dahin gelungen. Zum Traktorstrahl, nicht zum Todesstern.

Die Forscher um Christine Démoré und Patrick Dahl von der Universität in Dundee haben einen Traktorstrahl entwickelt, der mit Ultraschall arbeitet. Das System sendet Schallwellen aus und zieht dadurch einen Gegenstand zu sich hin. Der Traktorstrahl ist immerhin stark genug, um millimetergroße Objekte zu bewegen. Die Forscher beschreiben das System in der Fachzeitschrift Physical Review Letters.

Schallwellen prallen ab

Das System besteht aus etwa 1.000 Ultraschallquellen auf dem Boden eines Wasserbeckens. Diese sind weit genug voneinander entfernt, dass die Schallwellen, die sie erzeugen, von der Rückseite des anzuziehenden Objekts abprallen und dann weiterwandern. Die Forscher verwendeten ein hohles Objekt mit einer dreieckigen Form, dessen Spitze von der Schallquelle wegzeigte. Durch das Abprallen an den Schenkeln des Dreiecks drücken die Schallwellen das Objekt in Richtung der Ultraschallquelle, während sie selbst sich davon fort bewegen.

"Verglichen mit dem, was wir bisher gesehen haben, sind die Kräfte, die in diesem Traktorstrahl am Werk sind, wirklich groß", sagte Gabriel Spalding, Physiker an der Illinois Wesleyan Universität in Bloomington und Mitarbeiter an dem Projekt, dem US-Technikmagazin Popular Mechanics. Dennoch bewegt sich die Zugkraft nur im Bereich von Millinewton.

Nicht im Vakuum

Das System hat zudem zwei Nachteile: Zum einen muss das anzuziehende Objekt eine bestimmte Form haben. An einer flachen Rückseite etwa könnten die Schallwellen nicht abprallen. Zum anderen braucht Schall ein Medium - im Vakuum ist das System nutzlos.

Allerdings sei das System auch nicht für die Borg gedacht, damit diese Raumschiffe anziehen können, erklärt Spalding. Er sieht Anwendungen eher im medizinischen Bereich: Das System könnte beispielsweise zur Diagnose verwendet werden, etwa um Krebszellen zu identifizieren. Außerdem könnte es als Skalpell genutzt werden.

Lasertraktoren

Bisher entwickelte Traktorstrahlen nutzen Licht, genauer gesagt Laser: 2010 stellten australische Forscher eine Laserröhre her, in der sie winzige Partikel bewegten.

2011 präsentierte die US-Raumfahrtbehörde Nasa drei verschiedene Möglichkeiten, mit Lasern kleine Teilchen zu bewegen: ebenfalls eine Art Laserröhre, einen spiralförmigen Laserstrahl und eine optische Pinzette aus zwei Lasern.