Descartes-Preis für Karlsruher Wissenschaftler

Forscher-Team für Arbeiten über Meta-Materialien ausgezeichnet

07.12.2005

Die Europäische Union hat am vergangenen Freitag in London den mit insgesamt 1,15 Millionen Euro dotierten Descartes-Forschungspreis verliehen. Unter den Preisträgern sind Professor Dr. Martin Wegener, Physiker an der Universität Karlsruhe und Koordinator des DFG-Centrums für Funktionelle Nanostrukturen (CFN), und Dr. Stefan Linden vom Forschungszentrum Karlsruhe. Sie gehören einem der fünf internationalen Wissenschaftler-Teams an, die aus 85 Vorschlägen als Gewinner ausgewählt wurden. Bei ihrem prämierten Projekt, in dem künstliche Strukturen mit völlig neuartigen optischen Eigenschaften entwickelt wurden, arbeiteten die Karlsruher mit Forschern aus Griechenland, Großbritannien, der Türkei und den USA zusammen. Die Arbeitsgruppe erhielt ein Preisgeld von insgesamt 200.000 Euro.

EXEL - hinter diesem Projektkürzel verbergen sich Forschungsergebnisse, die dazu führen könnten, dass Physiklehrbücher in Teilen neu geschrieben werden müssen. Denn die von Wegener und seinen Kollegen anvisierten so genannten linkshändigen Meta-Materialien beeinflussen Lichtwellen ganz anders als natürliche Stoffe. Durchsichtige Objekte wie Glaslinsen oder Kristalle lenken einen von rechts einfallenden Lichtstrahl nach rechts vom seinem geraden Weg ab. Deshalb erscheint zum Beispiel auch ein Strohhalm, der schräg in einem Wasserglas steht, geknickt und sein Ende unter Wasser viel weiter von der Senkrechten entfernt als es tatsächlich ist. Linkshändige Metamaterialien würden dagegen den Lichtstrahl zur anderen Seite des Lots, also nach "links" brechen - ein Phänomen, das in der Natur nicht zu beobachten ist.

"Ganz so weit sind wir aber noch nicht", räumt Wegener ein. Ihm und seinen Kollegen ist es mit ihrer Entwicklung allerdings gelungen, nicht nur die elektrische, sondern auch die magnetische Komponente der elektromagnetischen Wellen zu beeinflussen, aus denen sichtbares Licht besteht. Die Strukturen bestehen aus Tausenden von winzigen, nur wenige Hundert Nanometer großen Goldringen mit einem feinen Schlitz, die wie Schwingkreise wirken. Lichtwellen erzeugen in ihnen einen oszillierenden Ringstrom, der wie bei einem Elektromagneten ein Magnetfeld aufbaut, das eine magnetische Resonanz zeigt - es schwingt mit derselben Frequenz wie das eingestrahlte Lichtfeld. Dieses System zeigt eine "negative magnetische Antwort", die Voraussetzung für linkshändige Meta-Materialien ist.

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