Wer von uns hätte nicht manchmal den Wunsch, mit Hilfe eines Tarnmantels unsichtbar zu werden oder andere Objekte verschwinden zu lassen? Die in den letzten Jahren entwickelte Theorie der Transformationsoptik lässt die Realisierung einer solchen 3D-Tarnkappe zwar theoretisch zu, ihre praktische Umsetzung erschien den Forschern jedoch zuerst als nicht realisierbar. Problematisch schien vor allem die künstliche Erzeugung von in der Natur nicht vorkommenden Materialien mit negativem Brechungsindex – nun als »metamaterials« bekannt –, die die Lichtwellen um ein Objekt derartig herumlenken, dass dieses als unsichtbar erscheint. Die Herstellung dieser Substanzen ist mittlerweile möglich, zumindest für kleine Abmessungen. So gelang es Martin Wegener und seinem Team vom Karlsruher Institut für Technologie, eine erste winzige 3D-Tarnkappe zu entwickeln, deren Effekte aber mit bloßem Auge erkennbar sind.

»Optische Tarnkappen faszinieren die Menschen seit vielen Jahrhunderten. Gleichwohl war es Science Fiction, wenn die Klingonen in einigen der STAR TREK-Episoden ihre Raumschiffe der Raubvogelklasse unsichtbar machten. Die 2006 als theoretisches Konzept eingeführte Transformationsoptik schien erstmals die Konstruktion von Tarnkappen und anderen ungewöhnlichen optischen Instrumenten möglich zu machen. Gleichwohl stellte die experimentelle Umsetzung eine weitere große Herausforderung dar. Im Vortrag werden die der Konstruktion zugrunde liegenden Konzepte sowie die Methoden zur tatsächlichen Herstellung anschaulich erklärt. Mit Hilfe der nicht-beugungsbegrenzten dreidimensionalen optischen Lithografie können wir deshalb heute dreidimensionale, polarisationsunabhängige und spektral breitbandige Tarnkappen im sichtbaren Spektralbereich darstellen, die nicht nur die Amplitude, sondern auch die Phasenfronten der Lichtwelle richtig rekonstruieren. Die Ideen der Transformationsoptik zur Herstellung von Tarnkappen können schließlich auch auf andere Wellentypen übertragen werden. Im Vortrag wird das Phänomen am Beispiel von akustischen Wellen vorgestellt.«

Martin Wegener promovierte 1987 in Physik an der Johann Wolfgang Goethe-Universität in Frankfurt am Main. Nach einem zweijährigen Forschungsaufenthalt in den AT&T Bell Laboratories in Holmdel (USA) wurde er auf eine Professur für Experimentelle Festkörperphysik an der Universität Dortmund berufen. Seit 1995 lehrt und forscht Martin Wegener am KIT, wo er seit 2001 die Abteilung »Photonik« des Instituts für Nanotechnologie leitet. Diese zählt zu den weltweit führenden Gruppen auf dem Gebiet der Nanophotonik. Für seine herausragenden Leistungen in Forschung und Lehre erhielt Prof. Wegener zahlreiche hochrangige Auszeichnungen, darunter den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis (2000), den René Descartes-Preis für Kooperative Forschung (2005) und ein Fellowship der Hector Stiftung (2008).

Mehr zum Thema:

• Wegener, Martin: Extreme Nonlinear Optics. An Introduction. With Numerous Examples, 29 Problems and Complete Solutions. Berlin [u.a.]: Springer. 2005.
• Wegener, Martin & Linden, Stefan: Shaping Optical Space with Metamaterials. In: Physics Today. 10/2010. S. 32-36.
• Fischer, Joachim; Freymann, Georg von; Wegener, Martin: The Materials Challenge in Diffraction-Unlimited Direct-Laser-Writing Optical Lithography. In: Advanced Materials. 22/2010. S. 3578-3582.