Ein Lichtstrahl, der von einem dünneren in ein dichteres Medium tritt, ändert seine Richtung – er wird bei dem Übertritt gebrochen. Wie stark die Ablenkung ist, hängt dabei von dem Brechungsindex eines Materials ab. Aber immer liegt dieser Wert über eins. Immer? Nicht immer, meinte Viktor Veselago bereits im Jahr 1968. Der russische Physiker stellte damals die These auf, dass es prinzipiell möglich sei, auch Materialien mit einem negativen Brechungsindex herzustellen. 35 Jahre später wurde die irritierende Idee tatsächlich Realität. Was Andrew Houck vom Massachusetts Institute of Technology Medialab in seinen Händen hält, sieht auf den ersten Blick aus wie ein Eierkarton. In der Tat aber kann es Mikrowellen quasi "falsch" herum ablenken. "Ein darauf aufgebrachtes Gitter aus Plastik und feinen vertikalen Kupferdrähten verändert das elektrische Feld. Daneben sorgen kleine Kupferspulen dafür, dass das auch magnetische Feld beeinflusst wird", erklärt der junge Physiker. Bewege sich jetzt eine Mikrowelle durch dieses Spezial-Gitter, so nehme sie plötzlich eine andere Richtung als eigentlich erwartet.
Derart paradoxe Phänomene locken Kritiker immer magisch an. So zogen Experten das Experiment schnell in Zweifel und deuteten den negativen Brechungsindex als Folge eines schlichten Vorzeichenfehlers. Doch inzwischen mehren sich die merkwürdigen Stoffe, die Wellen umgekehrt als erwartet ablenken. Das neuste Experiment, das auf der Tagung der amerikanischen Physikalischen Gesellschaft in Austin vorgestellt wurde, stammt von Patanjali Parimi von der Northwestern University in Boston: Dabei werden zahlreiche Kupferstäbchen zu einem kleinen Nagelbrett zusammengestellt. Dieser so genannte photonische Kristall sorgt ebenfalls dafür, dass Mikrowellen in eine ungewöhnliche Richtung gebrochen werden. Überdies könnte Parimis Methode bald auch auf sichtbares Lichts übertragen werden: "Dazu müssten die Strukturen natürlich noch sehr viel kleiner werden. Man bräuchte viele Stäbchen im Nanomaßstab. Aber man kann negative Brechungseffekte auch mit sichtbarem Licht erzeugen", so Parimi.
Auch in der Praxis könnte der physikalische Zaubertrick Bedeutung erlangen. So könnten völlig neuartige, flache Linsen aus Materialien mit negativem Brechungsindex hergestellt werden, die besonders scharfe Abbildungen ermöglichen und so die Grenzen der klassischen Optik durchbrechen. "Durch den Richtungswechsel des Lichts könnte statt einer runden, geschliffenen Linse ein neues, flaches Material verwendet werden. Überdies würde ein auseinanderlaufender Lichtstrahl in dem neuen Material wieder zusammen laufen, weil das Licht ja "falsch" herum abgelenkt wird." Anwendungen für solche Stoffe sieht Parimi in der Produktion noch kleinerer Halbleiterchips sowie in höher auflösenden bildgebenden Verfahren für die Medizin. Bis dahin aber wird so manches Optik-Lehrbuch neu geschrieben - oder zumindest ergänzt werden müssen.
[Quelle: Jan Lublinski]
Derart paradoxe Phänomene locken Kritiker immer magisch an. So zogen Experten das Experiment schnell in Zweifel und deuteten den negativen Brechungsindex als Folge eines schlichten Vorzeichenfehlers. Doch inzwischen mehren sich die merkwürdigen Stoffe, die Wellen umgekehrt als erwartet ablenken. Das neuste Experiment, das auf der Tagung der amerikanischen Physikalischen Gesellschaft in Austin vorgestellt wurde, stammt von Patanjali Parimi von der Northwestern University in Boston: Dabei werden zahlreiche Kupferstäbchen zu einem kleinen Nagelbrett zusammengestellt. Dieser so genannte photonische Kristall sorgt ebenfalls dafür, dass Mikrowellen in eine ungewöhnliche Richtung gebrochen werden. Überdies könnte Parimis Methode bald auch auf sichtbares Lichts übertragen werden: "Dazu müssten die Strukturen natürlich noch sehr viel kleiner werden. Man bräuchte viele Stäbchen im Nanomaßstab. Aber man kann negative Brechungseffekte auch mit sichtbarem Licht erzeugen", so Parimi.
Auch in der Praxis könnte der physikalische Zaubertrick Bedeutung erlangen. So könnten völlig neuartige, flache Linsen aus Materialien mit negativem Brechungsindex hergestellt werden, die besonders scharfe Abbildungen ermöglichen und so die Grenzen der klassischen Optik durchbrechen. "Durch den Richtungswechsel des Lichts könnte statt einer runden, geschliffenen Linse ein neues, flaches Material verwendet werden. Überdies würde ein auseinanderlaufender Lichtstrahl in dem neuen Material wieder zusammen laufen, weil das Licht ja "falsch" herum abgelenkt wird." Anwendungen für solche Stoffe sieht Parimi in der Produktion noch kleinerer Halbleiterchips sowie in höher auflösenden bildgebenden Verfahren für die Medizin. Bis dahin aber wird so manches Optik-Lehrbuch neu geschrieben - oder zumindest ergänzt werden müssen.
[Quelle: Jan Lublinski]