Metamaterialien: eine neue Spielwiese der modernen Physik
Prof. Dr. Andrei Pimenov, Experimentelle Physik, Universität Würzburg

Unter Metamaterialien versteht man künstliche Materialien, deren Zusammensetzung und Struktur kontrollierbar eingestellt werden können. Dabei entstehen oft Eigenschaften, die in der Natur nicht vorhanden sind. Dazu gehört z.B. die Möglichkeit, Materialien mit künstlichem Magnetismus oder negativer Brechung zu entwickeln [1]. Negative Brechung invertiert viele Gesetze der klassischen Optik und verspricht einige interessante Anwendungen, wie z.B. eine Überwindung der Auflösungsgrenze konventioneller optischer Geräte. Sie kann nur in Systemen mit negativer elektrischer Permittivität [2] und magnetischer Permeabilität beobachtet werden. Wegen dieser Komplexität wurde der ursprünglichen theoretischen Vorhersage mehrere Jahrzehnte lang keine Beachtung geschenkt. Erst in den letzten Jahren wurde mithilfe von Metamaterialien gezeigt, dass negative Brechung tatsächlich realisierbar ist und vielleicht sogar in natürlichen Materialien vorkommen kann [3,4].

Abb 1. Demonstration der negativen Brechung in Multilagen Ferromagnet/Supraleiter [3].

Literaturangaben:
[1] J. B. Pendry and D. R. Smith, Physics Today, June 2004, p.37.
[2] A. Pimenov and A. Loidl, Phys. Rev. Lett. 96, 063903 (2006).
[3] A. Pimenov et al., Phys. Rev. Lett. 95, 247009 (2005).
[4] A. Pimenov et al., Phys. Rev. Lett. 98, 197401 (2007).

Im Auftrag der Hochschullehrer des Fachbereichs Physik

Prof. Dr. H. Zacharias