Forscher basteln am Zaubermantel

Mit neuen Materialen seien Prototypen von «Tarnkappen» schon im nächsten Jahrzehnt möglich. Und warum nur Menschen verschwinden lassen? Das Prinzip funktioniert auch bei Autos, Flugzeugen und Häusern.

Den Startschuss im Rennen um die Unsichtbarkeit gab der britische Physik-Theoretiker Sir John Pendry vom Londoner Imperial College. Für «sichtbares Licht» sei ein Demonstrationsobjekt binnen fünf Jahren vorstellbar, sagt Pendry. «Praktische Anwendungen werden allerdings sehr viel mehr Zeit in Anspruch nehmen.»

Angeregt durch Pendrys Arbeiten stellten im vergangenen Jahr Wissenschafter der Duke-Universität im US-Bundesstaat North Carolina einen Kupferring vor, der ein zweidimensionales Objekt unsichtbar machen kann. Allerdings funktionierte das Experiment nicht bei normalem Tageslicht, sondern bloss bei Radar-Strahlen.

Anders als bei «Tarnkappen»-Bombern

Dennoch war damit laut den Forschern der Beweis erbracht, dass Unsichtbarkeit nicht allein ins Reich der Zauberer gehört. Das glaubt auch das US-Militär. Dessen Forschungsagentur DARPA finanzierte einen Teil des Projekts der Duke-Forscher.

Normalerweise bewegt sich Licht in der Natur geradeaus. Albert Einstein zeigte als erstes, dass Lichtstrahlen durch die Gravitation eines Gestirns gekrümmt werden können. Damit das Licht ein Objekt umgeht und dieses unter allen Blickwinkeln verborgen bleibt, setzen die Forscher auf neuartige «Metamaterialien».

Wie Wasser, das durch einen Stein im Fluss geteilt wird und sich hinter diesem wieder zusammenfindet, müssten die Lichtstrahlen umgeleitet werden. Damit unterscheidet sich das Prinzip deutlich von der Technik heutiger «Tarnkappen»-Flugzeuge, bei denen die spezielle Oberfläche die Reflexion reduziert.

Hürde «negativer Berechnungsfaktor»

Die Lichteigenschaften von Wasser verdeutlichen, was die Wissenschafter nun vorhaben: Trifft ein Lichtstrahl auf Wasser, setzt er seinen Weg fort, aber in einem veränderten Winkel. Deshalb erscheint ein Stock, der ins Wasser gehalten wird, gekrümmt.

«Metamaterialien» hätten dagegen einen so genannten negativen Brechungsfaktor. Damit würde der Teil des Stocks, der sich unter Wasser befindet, nicht mehr erscheinen. Das Problem: In der Natur gibt es keinen Stoff mit einem negativen Brechungsfaktor.

«Man muss bestehende Materialien so strukturieren, damit sie diese Eigenschaft bekommen», sagt Frédéric Zolla vom Fresnel-Institut in Marseille. Er hat mit einem Kollegen gerade eine Studie veröffentlicht, die theoretisch beweist, dass ein von «Metamaterialien» umhülltes Objekt unsichtbar bleibt

Potters Mantel kaum erreichbar

Im Bereich der Radarstrahlen mit einer Wellenlänge von einigen Millimetern ist das relativ einfach, wie die Experimente der Duke-Forscher im Ansatz zeigen.

Bei sichtbarem Licht dagegen, dessen Wellenlänge im Bereich von tausendstel Millimetern liegt, müssen die Forscher auf mikroelektronischer Ebene arbeiten.

Unsichtbarkeit sowohl bei normalem Licht als auch bei Radarstrahlen zu erreichen, halten einige Wissenschafter für unmöglich. Und auf keinen Fall würde eine Person unter einer «Tarnkappe» nach aussen sehen können, sagt Pendry: «An der Potter-Geschichte fehlt aus Physiker-Sicht ein Stückchen.»

(Von Frédéric Garlan/sda)