Wien – Physikern ist es gelungen, Schallwellen unverändert durch ein mit Hindernissen gespicktes "Labyrinth" zu schicken. Das Experiment, über das die Forscher aus Österreich, Griechenland und der Schweiz im Fachblatt "Nature Physics" berichten, diente zur Überprüfung eines Ansatzes, der auch in zukünftigen Tarnkappen eingesetzt werden könnte.

Materialien sind dann undurchsichtig, wenn Lichtwellen an der Oberfläche reflektiert respektive im Inneren unzählige Male chaotisch gestreut und absorbiert werden. Können die Wellen eine Struktur jedoch unbeschadet durchqueren, wird sie unsichtbar. Diesem Gedanken folgend arbeiten weltweit Wissenschafter an verschiedenen Tarnkappen-Methoden.

Ein Team um Stefan Rotter von der Technischen Universität (TU) Wien hat in den vergangenen Jahren ein theoretisches Konzept entwickelt, bei dem eine Welle auf ihrem Weg durch ein spezielles Material durch exaktes örtliches Verstärken oder Abschwächen laufend "repariert" wird. Die Welle kann so durch das Objekt gesteuert werden, als wäre dieses gar nicht da. "Mathematisch gesehen, spielt es keine Rolle, ob es sich um Lichtwellen, Schallwellen oder quantenphysikalische Materiewellen handelt – aber in der Akustik sind die Experimente besonders anschaulich durchzuführen", so Rotter.

Röhre mit Hindernissen

Zur Überprüfung des Ansatzes zur Wellen-Manipulation bauten Forscher an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) unregelmäßige Hindernisse in eine luftgefüllte Röhre ein. Unter normalen Umständen komme nach diesem Hindernislauf praktisch kein Schall am Ende des meterlangen Rohres an.

Wurden jedoch die Lautsprecher in der Röhre nach den von den Wiener Physikern entwickelten mathematischen Regeln gesteuert, kam die Schallwelle unverändert am anderen Ende wieder heraus. "Es geht darum, die Schallwelle Punkt für Punkt zu manipulieren und sie gewissermaßen durch das Rohr hindurch zu lotsen, sodass sie an bestimmten Stellen im Rohr immer genau dieselbe Stärke hat", erklärte Andre Brandstötter, Ko-Autor der Studie.

Das Experiment zeige, dass das Konzept praxistauglich sei. "Wenn dasselbe im dreidimensionalen Raum mit Lichtwellen gelingt, könnte man im Prinzip Objekte unsichtbar machen", sagte Rotter. Bis dahin sei es allerdings noch ein weiter Weg, räumte er ein. Im Bereich der Nachrichtenübertragung könnte der Ansatz jedoch bald eingesetzt werden, so der Forscher. (red, APA, 2.7.2018)