Tarn-Technik: Wie Forscher Lebewesen verschwinden lassen

Harry Potter hat es gut: Sein Tarnumhang macht ihn unsichtbar, so dass kein Bösewicht ihn mehr findet. Für uns Muggels unmöglich? Forschern ist es erstmals gelungen, Tiere immerhin teilweise unsichtbar zu machen – mit einer einfachen Technik.

In den Experimenten der Wissenschaftler scheint die Katze kopfvoran zu verschwinden.

Bildlegende: Bye bye, Büsi: In den Experimenten der Wissenschaftler scheint die Katze kopfvoran zu verschwinden. Arxiv/Nanyang Technological University

Seit einigen Jahren arbeiten Forscher rund um die Welt daran, Gegenstände mit Tarnhüllen unsichtbar zu machen. Bisher konnten sie erst kleinere geometrische Strukturen «wegzaubern». Jetzt aber haben Physiker aus China, Singapur, den USA und Grossbritannien erstmals ein echtes, lebendiges Tier getarnt. Den Beweis liefern sie mit zwei Videos: Auf dem einen sieht man einen Goldfisch aus dem getarnten Bereich auftauchen. Auf dem anderen verschwindet ein Teil einer Katze, nachdem sie sich in den getarnten Bereich hineingesetzt hat.

Ein Trick mit Prismen

Der Trick funktioniert, weil man Licht nicht immer geradeaus senden muss. Lichtstrahlen lassen sich auch um einen Gegenstand herumlenken, mit einer speziellen Tarnhülle. Dann sieht es aus, als sei das Objekt gar nicht da.

Im neuen Experiment besteht die Tarnhülle aus mehreren Glas-Prismen in einer speziellen Anordnung. Mit einem Prisma kann man Licht sehr gut umlenken. In der Mitte der Prismen befindet sich ein Zwischenraum. Bewegt sich ein Tier dort hinein, wird es unsichtbar. Die Prismen lenken das Licht nämlich exakt um das Tier herum.

Keine perfekte Unsichtbarkeit

Die Tarnhülle mit den Prismen ist allerdings noch nicht perfekt: Erstens funktioniert sie nur, wenn man seitlich auf die Prismen schaut, nicht wenn der Blick von oben kommt. Die Illusion bleibt also unvollständig. Und zweitens ist die Tarnhülle selbst nicht ganz unsichtbar: Im Video sind sie wie eine Art Rahmen zu erkennen.

«Alle bisher publizierten Tarnhüllen haben ihre Einschränkungen», sagt Physiker Joachim Fischer vom Karlsruher Institut für Technologie – so auch diese neue Technologie. Trotzdem findet Ulf Leonhardt vom Weizmann Institut in Israel das Experiment gelungen:«Ich finde es eine pfiffige Sache zu zeigen, dass man Unsichtbarkeit auch mit sehr einfachen Mitteln erreichen kann.»

Normalerweise werden solche Experimente nicht einfach mit normalem Glas gemacht, sondern mit komplizierten schichtartigen Strukturen: sogenannten Metamaterialien, die man bei Experimenten im Mikrowellen-Bereich verwendet.

Menschen sind leichter zu täuschen

Bei ihrem neuen Experiment wollten die Forscher explizit im sichtbaren Lichtbereich arbeiten. Ihr Ziel war, ein Tier vor dem menschlichen Auge zu verhüllen. Auch deshalb, weil es einfacher ist, Menschen zu täuschen als einen modernen Detektor. Das menschliche Auge kann nämlich nicht sehen, ob alle Lichtwellen gleich schnell um den Gegenstand herumgelaufen sind. Das heisst: Es merkt nicht, ob das Licht auf der «Innenbahn» schneller war als das auf der «Aussenbahn». Ein Detektor hingegen kann diesen Unterschied feststellen.

Mit ihrem Experiment haben die Forscher einen wichtigen Beitrag zur Tarn-Technik geleistet. Eine perfekte Tarnkappe sei momentan aber dennoch nicht in Sicht, meint Joachim Fischer. Vor allem deshalb, weil es sehr schwierig ist, Objekte komplett unsichtbar zu machen. Es wird also noch eine Weile dauern, bis wir den Harry-Potter-Mantel im Laden kaufen können.

Video «Goldfisch aus dem Nichts, Katze ohne Kopf (NTU/Arxiv)» abspielen

Goldfisch aus dem Nichts, Katze ohne Kopf (NTU/Arxiv)

0:49 min, vom 14.6.2013

Raffinierte Tarnung

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