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Forschung
08/18/2011

TU Wien auf der Suche nach der perfekten Linse

Da herkömmliche Linsen physikalisch bedingt von ihrer Auflösung her immer mehr an ihre Grenzen stoßen, sind Forscher seit Jahren auf der Suche nach Alternativen. Als vielversprechender Ausweg gelten Materialien, die Licht durch eine negative Brechungszahl in die entgegengesetzte Richtung lenken, als das normalerweise geschieht. Die TU Wien konnte nachweisen, dass das Phänomen auch bei ganz normalen Metallen reproduzierbar ist.

von Martin Stepanek

„Die höchstmögliche Auflösung von gewöhnlichen Linsen ist durch die verwendete Wellenlänge beschränkt“, erklärt Andrei Pimenov vom Institut für Festkörperphysik der TU Wien im futurezone-Gespräch. So könnten Radarwellen zwar Flugzeuge am Himmel ausmachen, diese jedoch nur mehr als Punkt darstellen. Mit sichtbarem Licht wiederum lasse sich kein Atom abbilden. „Mit einem Material, das eine negative Brechungszahl aufweist, kann theoretisch jedoch eine beliebig gute Auflösung – quasi eine perfekte Linse – erzielt werden“, so Pimenov.

Licht im Rückwärtsgang
Bei dem Vorgang wird das Licht an der Grenzfläche abgelenkt und bewegt sich innerhalb des Materials in der Gegenrichtung, analog zu einem im Material eingebauten Spiegel. Bislang wurde jedoch angenommen, dass solche Effekte nur mit künstlichen Meta-Materialien erzeugt werden können. Wie die Forscher an der TU Wien nun herausgefunden haben, kann man mithilfe eines einfachen Tricks aber auch normale Metalle wie Kobalt oder Eisen verwenden. Um einen negativen Brechungsindex zu erreichen, muss lediglich ein starkes Magnetfeld erzeugt werden, das mit der Wellenlänge des Lichts abgestimmt werden muss.

Als Hindernis, um die revolutionäre Linsentechnologie in die Praxis umzusetzen, gilt allerdings die Abschwächung des Lichtstrahls durch Absorptionseffekte. Damit die Linse mit der ins Auge gefassten Auflösung aufwarten kann, müssen diese erst minimiert werden. Pimenov geht davon aus, dass mit neuartigen Linsen die Auflösung um den Faktor zwei verbessert werden kann, was gerade in der Medizindiagnostik und beim Einsatz von Mikroskopen einen wesentlichen Sprung nach vorne bedeuten würde. Dass die Technologie mit gewöhnlichen Metallen umsetzbar ist, vereinfacht nach Ansicht des TU-Professors die Forschung.