Von der Tarnkappe bis zum hochempfindlichen Sensor
Eines der aufregendsten neuen Forschungsgebiete an der Schnittstelle zwischen Physik und Materialwissenschaft sind Metamaterialien.
"Jede hinreichend fortgeschrittene Technologie ist von Magie nicht mehr zu unterscheiden", lautet das dritte Clarkesche Gesetz, das der 2008 verstorbene Science-Fiction-Autor Arthur C. Clarke in seiner Essaysammlung "Profiles of the Future" formulierte. Oft zitiert, trifft es doch auf kaum ein Gebiet so gut zu wie das der so genannten Metamaterialien. Sie manipulieren Licht oder Radiowellen – also elektromagnetische Strahlung – in einer Weise, wie es die Wissenschaft noch vor einiger Zeit nicht für möglich gehalten hat. Und doch handelt es sich mitnichten um Magie, schreibt Technology Review in einem ausführlichen Report zum Thema in seiner Online-Ausgabe.
Metamaterialien sind eines der aufregendsten neuen Forschungsgebiete an der Schnittstelle zwischen Physik und Materialwissenschaft. Sie ermöglichen nicht nur schlagzeilenträchtige und absurd erscheinende Dinge wie Tarnkappen, sondern zunehmend auch praktische Anwendungen wie hochempfindliche Sensoren.
Die ungewöhnlichen Effekte von Metamaterialien beruhen dabei allesamt auf den bekannten physikalischen Gesetzen, die beschreiben, wie sich elektromagnetische Strahlung in Materie ausbreitet. Diese Strahlung besteht aus elektromagnetischen Wellen, in denen gleichzeitig ein elektrisches und ein magnetisches Feld schwingen. Trifft sie auf ein Material, versetzen die Felder dessen Elektronen in Schwingungen. Die wirken wiederum auf die Felder zurück und beeinflussen dadurch, in welcher Richtung und mit welcher Geschwindigkeit sich die Strahlung in dem Material ausbreitet, wie sich ihre Wellenlänge verändert und ob ein Teil reflektiert wird.
Mehr zum Thema in Technology Review online:
