Physik - Kaleidoskop

Brechungsindex 42
Negative Brechungsindizes
1964 sagte der sowjetische Physiker Victor Veselago die Existenz von Materialien mit negativen Brechungsindizes
voraus.
2002 gelang es Forschern um S. Sridhar von der Northeastern University in Boston, einen Verbundwerkstoff
herzustellen, der ein feines Gitter aus Metalldrähten enthält, das für Mikrowellen einen negativen Brechungsindex
zeigt. [6]
2003 hat eine Gruppe um Yong Zhang in Colorado entdeckt, dass Kristalle aus Yttrium-Vanadat (YVO 4 ), einer
Verbindung von Yttrium, Vanadium und Sauerstoff, auch ohne Weiterverarbeitung eine negativen Brechungsindex
für Lichtwellen eines großen Frequenzbereichs aufweisen. [7] Der Kristall besteht aus zwei ineinandergeschachtelten
Kristallgittern mit symmetrischen optischen Achsen. Die negative Lichtbrechung tritt aber nur in einem gewissen
Winkelbereich des Einfallswinkels auf. In künftigen Experimenten wollen die Forscher weitere vermutete
Eigenschaften der negativen Brechung prüfen – wie etwa die Umkehrung des Dopplereffekts und der
Tscherenkow-Strahlung. [8]
2007 stellten Vladimir Shalaev und seine Kollegen von der Purdue-Universität ein Metamaterial mit negativem
Brechungsindex für Strahlung im nahen Infrarotbereich vor. [9]
2007 ist es Physikern um Ulf Leonhardt von der Universität St Andrews unter Verwendung von Metamaterial mit
negativem Brechungsindex („linkshändiges Material“) gelungen, den sogenannten Casimir-Effekt umzukehren
(reverser Casimir-Effekt, auch Quanten-Levitation genannt). Dies eröffnet die Zukunftsperspektive auf eine (nahezu)
[10] [11]
reibungslose Nanotechnologie.
Perfekte Linsen
Forscher um Prof. Xiang Zhang an der Uni Berkeley nutzten den in einem 35 Nanometer dünnen Silberfilm an der
Grenzfläche zu PMMA auftretenden negativen Brechungsindex, um ein Mikroskop zu bauen, das eine sechsfach
höhere Auflösung besitzt als die Wellenlänge des zur Beobachtung verwendeten Lichts. [12]
In fernerer Zukunft könnte die Herstellung perfekter Linsen gelingen, die kleinere Objekte als das Beugungslimit der
Optik abbilden können. In der populärwissenschaftlichen Literatur findet man zu diesem Thema immer wieder die
Aussage „Würde die Herstellung eines solchen Materials gelingen, könnte man damit Linsen herstellen, deren
Auflösungsvermögen weit besser wäre als das von Linsen aus gewöhnlichen optischen Werkstoffen“ [13] (Die
Einschränkungen dagegen werden praktisch nie erwähnt: Die Linse muss sich im Nahfeld (für Licht: