Objekte sind deshalb sichtbar, weil sie Licht reflektieren. Eine perfekte Tarnvorrichtung müsste die elektromagnetischen Wellen somit nur derart um einen Gegenstand herum lenken, dass sie sich dahinter wieder vereinigen – aus Sicht des Betrachters würde das Objekt dann einfach ausgeblendet. Um Licht auf eine solche gebogene Bahn zu zwingen, braucht die Tarnkappe allerdings einen negativen Brechungsindex.

So genannte Metamaterialien mit dieser ungewöhnlichen Eigenschaft lassen sich seit einigen Jahren tatsächlich herstellen. Sie bestehen gewöhnlich aus periodisch angeordneten hufeisenförmigen Metallstücken, die als Schwingkreise wirken. Einen negativen Brechungsindex hat ein solches Metamaterial allerdings nur für Strahlung, deren Wellenlänge ungefähr mit den Abmessungen der Hufeisen übereinstimmt. Eine Tarnkappe ließ sich deshalb bisher lediglich für Mikrowellen realisieren – und auch das ausschließlich zweidimensional. Dreidimensionale Gitter aus so winzigen Strukturen zu erzeugen, dass sie sichtbares Licht „rückwärts“ brechen, erwies sich als extrem schwierig.

Forscher um Harald Gießen von der Universität Stuttgart haben das nun zumindest für Infrarotstrahlung geschafft. Mit einem speziellen Verfahren auf lithographischer Basis konnten sie nicht nur ein entsprechend kleines zweidimensionales Hufeisengitter erzeugen, sondern es auch in vier Lagen übereinanderschichten. Im Prinzip lassen sich mit ihrer Methode beliebig dicke Schichtstapel im Nanomaßstab produzieren. Statt einer Tarnkappe haben die Stuttgarter Forscher allerdings nützlichere Anwendungen im Sinn – etwa Linsen, welche die Abbe’sche Beugungsgrenze durchbrechen, also Licht auf einen Fleck fokussieren, der schmaler ist als die halbe Wellenlänge.

Christoph Marty