US-Forscher wollen die erste Tarnkappe für sicht­bares Licht entwi­ckelt haben. Die ist mit 10 µm aller­dings noch so winzig, dass sie auch ohne Tarnfunktion nicht zu sehen ist; zumindest nicht ohne Mikroskop:

College Park – Forschern des Department of Electrical & Computer Engineering an der Universität in Maryland ist es nach eigenen Angaben gelungen, die erste Tarnkappe für sicht­bares Licht zu entwi­ckeln. Bereits Ende September vergan­genen Jahres hatte eine Gruppe von US-Forschern mit der Meldung aufhorchen lassen, dass es ihnen gelungen sei, eine Tarnkappe aus Metamaterialien zu konstru­ieren. Im Unter­schied zur aktuellen Variante funktio­nierte der damals vorge­stellte Tarnmantel aber nur im Mikro­wel­len­be­reich, war also optisch ohne Weiteres zu sehen. Auch das nun präsen­tierte Projekt hat noch seine Schwach­stellen: Die entwi­ckelte Tarnkappe ist mit einem Durch­messer von nur zehn Mikro­metern so klein, dass damit umhüllte Gegen­stände für das bloße mensch­liche Auge auch ohne Tarnfunktion nicht zu erkennen wären.

Das Prinzip eines physi­ka­li­schen Tarnmantels ist im Grunde durchaus simpel. Man muss nur alle Licht­strahlen, die auf einen Körper treffen, um diesen herum­lenken. Hinter dem Körper verei­nigen sich die Strahlen dann wieder und bewegen sich normal weiter, als wären sie nie auf ein Hindernis gestoßen. Ein Beobachter, der auf das so getarnte Objekt blickt, sieht zwar alles, was sich hinter diesem befindet, den Mantel selbst und seinen Inhalt sieht er aber nicht.

Die praktische Umsetzung dieses Prinzips ist aller­dings höchst kompli­ziert. Um nämlich Licht möglichst unauf­fällig um ein Objekt herum­zu­leiten, benötigt man optische Materialien mit ganz spezi­ellen Eigen­schaften. Eine Hoffnung stellen in diesem Zusam­menhang die sogenannten Metama­te­rialien dar. „Metama­te­rialien sind kleine metal­lische Struk­turen, die in keinem natür­lichen, sondern einem sehr komplexen Prozess herge­stellt werden“, erläutert Karl Unter­rainer, Professor für Photonik an der Techni­schen Univer­sität Wien. Wenn ein Licht­strahl das Metama­terial durch­läuft, erzeugt er darin kleine elektrische Ströme, die wiederum auf den Strahl zurück­wirken und ihn in eine bestimmte Richtung lenken. Die Größe und der Abstand der verbauten Elemente bestimmen dabei, wie stark ein Licht­strahl abgelenkt wird. „Das Spezielle an Metama­te­rialien ist, dass ihr Brechungs­index ein von außen bestimm­barer Parameter ist“, so Unter­rainer. Auch negative Brech­zahlen seien so kein Ding der Unmög­lichkeit mehr.

Forscher, die sich mit der Entwicklung von Tarntech­no­logie beschäf­tigen, stehen aber noch vor einer Reihe von weiteren Heraus­for­de­rungen. So muss ein brauch­bares Material nicht nur bestimmte Brenn­zahlen aufweisen, es darf selbst­ver­ständlich auch nicht reflek­tieren, denn sonst würde es glänzen und eine Tarnung würde nicht funktio­nieren. Hinzu kommt die Kritik vieler Forscher, dass ein Tarnmantel für sicht­bares Licht nicht größer als ein paar hundertstel Milli­meter sein dürfte, denn sonst würde er einen Schatten werfen. Ungeachtet dessen bleibt auch noch zu klären, wie ein derar­tiger Tarnmantel praktisch anzuwenden wäre. Wenn nämlich alles Licht um das Mantel­innere herum­ge­lenkt wird, dringt nichts hinein und sein Träger würde völlig im Dunkeln tappen.

(pressetext / Markus Steiner)