Wie man Licht richtig biegt

Licht breitet sich meist geradlinig aus, unter bestimmten Umständen aber auch regelrecht verästelt. Wiener Physiker berichten nun, wie man eine Lichtwelle formen muss, dass sie auch auf einer krummen Bahn ein bestimmtes Ziel erreicht.

Eine „Wellen-Verästelung“ („Branched Flow“) wurde 2001 erstmals beobachtet, als man Elektronen untersuchte, die sich als Quantenwellen durch winzige Mikrostrukturen bewegen, erklärte Stefan Rotter vom Institut für Theoretische Physik der Technischen Universität (TU) Wien in einer Aussendung. Durch Unregelmäßigkeiten dieser Strukturen spaltet sich die Elektronenwelle auf und verästelt sich. Manche Orte erreicht sie dann mit hoher Intensität, andere fast gar nicht.

Gilt für alle Wellen

Dieses Phänomen ist nicht nur auf die Quantenwelt beschränkt, sondern bei allen Arten von Wellen möglich - von Licht-, über Schall- bis zu Tsunamiwellen. Die Wiener Physiker interessierten sich dafür, ob es möglich ist, eine Welle so zu beeinflussen, dass sie sich nicht verästelt, sondern auf einer vorher ausgewählten Bahn bleibt. „Wir haben mithilfe numerischer Simulationen gezeigt, wie man eine Welle finden kann, die sich genau auf die gewünschte Weise verhält“, so Rotter.

Möglich sei das mit allen verschiedenen Wellen, die Technologien dafür gebe es bereits: So müsste man Lichtwellen mit einem speziellen Spiegelsystem anpassen oder Schallwellen mit einem System gekoppelter Lautsprecher erzeugen. Mit der neuen Methode könnten jedenfalls Wellen entlang einer ausgewählten Bahn auf die Reise geschickt werden.

Selbst gekrümmte Wege sind möglich, da die Unregelmäßigkeiten der Umgebung wie mehrere Linsen wirken, die die Welle immer wieder fokussieren und ablenken, betonen die Forscher im Fachjournal „PNAS“. Auch gepulste Signale ließen sich so übertragen, und damit auch Information, die garantiert dort ankomme, wo sie empfangen werden soll.

science.ORF.at/APA