Wie man Wellen an die richtige Stelle biegt

Wellen breiten sich nicht immer regelmäßig aus – manchmal kommt es zum Phänomen der "Wellen-Verästelung". An der TU Wien fand man eine Methode, diesen Effekt zu kontrollieren.

Die Kontrolle der Wellen-Verästelung
Oben: Eine Lichtwelle wird in eine ungeordnete, unregelmäßige Umgebung eingestrahlt und teilt sich in mehrere verästelte Pfade auf. Unten: Durch gezieltes Formen der Welle am Einschuss (links), bewegt sich die Welle nur auf einer einzelnen vorher ausgewählten Bahn, anstatt sich zu verästeln.

Im freien Raum breitet sich die Lichtwelle eines Laserstrahls auf einer exakt geraden Linie aus. Unter bestimmten Umständen tritt jedoch ein deutlich komplizierteres Verhalten auf. Wenn die Bewegung der Welle durch eine ungeordnete, unregelmäßige Umgebung beeinflusst wird, kann es zu einem merkwürdigen Phänomen kommen: Die Welle teilt sich in mehrere Pfade auf, sie verästelt sich auf komplizierte Weise, manche Orte erreicht sie mit hoher Intensität, andere fast gar nicht.

Eine solche "Wellen-Verästelung" wurde 2001 erstmals beobachtet; jetzt hat man an der TU Wien eine Methode entwickelt, diesen Effekt gezielt zu nutzen. Kernidee dieser neuen Methode ist es, ein Wellensignal ausschließlich entlang eines einzelnen ausgewählten Astes zu senden, wodurch die Welle überall sonst kaum bemerkbar ist. Im Fachjournal PNAS wurden die Ergebnisse nun veröffentlicht.

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