Wien - Mithilfe von Lichttornados haben Wiener Physiker Information drei Kilometer quer über Wien gesendet. Die erstmalige Übertragung von verdrehtem Licht über eine so große Distanz durch die bewegte Atmosphäre über einer Großstadt belege die große Kapazität dieser besonderen Lichtform zur Datenübertragung, berichten die Wissenschafter im Fachblatt "New Journal of Physics".

Schon in den vergangenen Jahren wurde gezeigt, dass mit Licht, das in eine korkenzieherartige Form gebracht wird, die Zahl der Datenübertragungskanäle drastisch erhöht werden kann. Die Übertragungsrate konnte so auf 2,5 Terabytes pro Sekunde erhöht werden, der Inhalt von mehr als 66 DVDs.

Bisher gelang das aber nur in ganz speziellen Glasfasern. Über größere Distanzen unter freiem Himmel hatte das noch niemand probiert, sagte Studienautor Mario Krenn von der Fakultät für Physik der Universität Wien und dem Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der Akademie der Wissenschaften (ÖAW). Erzeugt werden solche "Lichtschrauben", wie Anton Zeilinger, in dessen Gruppe Krenn arbeitet, das Phänomen nennt, "indem die Phase der Lichtwelle verschoben wird". Das heißt, dass sich der Zeitpunkt von Wellenberg bzw. Wellental verschiebt.

Im konkreten Fall haben die Forscher grünes Laserlicht durch ein Flüssigkristall-Display geschickt, wobei jedes Pixel des Displays die Phase des Strahls unterschiedlich verändern kann. "Je stärker man die Phase variiert, desto höhere räumliche Strukturen des Lichtstrahls bekommt man", erklärte der Physiker.

Video: Wiener Physikern gelang erstmals Übertragung von Information mittels verdrehtem Licht durch die bewegte Atmosphäre über einer Großstadt
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Mozart, Boltzmann und Schrödinger als Lichttornado

Auf diese Weise lösten die Forscher Bilder von Wolfgang Amadeus Mozart, Ludwig Boltzmann und Erwin Schrödinger auf - und schickten sie in Form von Lichttornados von der Hohen Warte in Wien-Döbling zum Empfänger auf dem Dach des Physik-Instituts in Wien-Alsergrund. Dort wurden die Lichtmuster automatisch erfasst, erkannt und wieder in Bilder zurückübersetzt.

"Zum ersten Mal haben wir damit gezeigt, dass Information in verdrehtes Licht übersetzt und über drei Kilometer selbst durch starke atmosphärische Turbulenzen übertragen werden kann", sagte Krenn. Das ist dann von Vorteil, wenn Glasfasern nicht eingesetzt werden können - etwa bei der Satellitenkommunikation.

Möglich wäre auch eine Nutzung der Methode in der Quantenkommunikation - dem Spezialgebiet der Wiener Physiker. Bei der Übertragung von Daten mit verdrehtem Licht steige die Informationsdichte und damit die Abhörsicherheit, betonen die Wissenschafter. (APA; red, DER STANDARD, 12.11.2014)