Maßschneiderei für Wellen

5. April 2011, 12:32
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Physiker der TU Wien entwickeln raffinierte Methode, damit Wellen sich auf geraden Bahnen bewegen

Wien - Man kennt das Problem aus dem Büro oder der Schulklasse: Es ist ziemlich unmöglich, jemandem am anderen Ende des Raums etwas zu sagen, ohne dass es auch alle anderen hören, was ganz einfach daran liegt, dass sich die Schallwellen gleichmäßig nach allen Richtungen ausbreiten.

Quantenphysiker der TU Wien stellten im Fachjournal Physical Review Letters eine Methode vor, wie man Wellen dazu bringen kann, sich auf geraden Bahnen zu bewegen. Angewendet auf Schallwellen könnte man direkt mit einem Zuhörer am anderen Ende des Zimmers kommunizieren, ohne dass sonst jemand mithören kann.

Entwickelt wurde die neue Wellensteuerungsmethode freilich anhand von quantenphysikalischen Effekten in Halbleitern, wie TU-Professor Stefan Rotter erklärt. Der Schlüssel zur "perfekten Welle" ist die sogenannte Streumatrix, jenes mathematische Objekt, das den Wellentransport genau charakterisiert. Durch das von Rotter und seinen Kollegen Florian Libisch und Philipp Ambichl ersonnene Verfahren lässt sich berechnen, wie man die maßgeschneiderte Welle zielsicher auf den Weg schicken kann. Und dabei ist es egal, um welche Art von Welle es sich handelt.

Bereits unmittelbar nach Publikation stieß die Arbeit auf rege internationale Resonanz. Das liegt auch daran, dass es viele mögliche Anwendungen geben könnte: Neben der abhörsicheren Übertragung von Daten kann die Wellensteuerungs-Methode auch dazu dienen, Wellen an einer bestimmten Stelle zu konzentrieren, was etwa in der Bestrahlung von Tumoren nützlich wäre. (tasch, DER STANDARD, Print-Ausgabe, 5. April 2011)

  • Modell einer gesteuerten Schallwelle vom Lautsprecher direkt zum Mikrofon (links). Das rechte Mikrofon "hört" davon nichts.
    illustration: tu wien

    Modell einer gesteuerten Schallwelle vom Lautsprecher direkt zum Mikrofon (links). Das rechte Mikrofon "hört" davon nichts.

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