Ein externes Magnetfeld kann ein Vakuum in eine Superlinse verwandeln.
Nach modernen Vorstellungen existiert Vakuum als absolut leerer Raumbereich nicht. Darin finden ständig überschwängliche Quantenfluktuationen statt, die zum kontinuierlichen Erscheinen und Verschwinden virtueller Teilchen führen. Unter bestimmten Bedingungen können diese Teilchen jedoch real werden. Beispielsweise stimuliert ein externes elektromagnetisches Feld das Auftreten von Elektron-Positron-Paaren im Vakuum. Vor einigen Monaten beschrieb unser Landsmann Maxim Chernodub theoretisch die Entstehung geladener Rho-Mesonen im Vakuum unter Einwirkung eines starken Magnetfelds. Darüber hinaus zeigte der Wissenschaftler, dass sich diese Teilchen in einem Magnetfeld bewegen – also einen elektrischen Strom erzeugen – und ohne Widerstand – das Vakuum also zu einem supraleitenden „Material“wird.
Und kürzlich kam ein Forscher Igor Smolyaninov, der uns bereits bekannt ist und jetzt in den USA arbeitet, auf die Entwicklung der Idee von Chernodub. Smolyaninov ist auf Metamaterialien spezialisiert, deren ungewöhnliche Mikrostruktur ihnen die ungewöhnlichsten Eigenschaften verleiht – insbesondere die Fähigkeit, Licht zu manipulieren. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, ein künstliches Medium mit negativem Brechungsindex zu erh alten, mit dem in Zukunft die sog. ein "superels", das Licht auf einen Bereich fokussieren kann, der kleiner als seine Wellenlänge ist - jenseits der theoretischen Grenze herkömmlicher Linsen.
Also machte Smolyaninov darauf aufmerksam, dass der supraleitende Zustand des Vakuums es auch zu einem Metamaterial macht. Wenn das äußere Magnetfeld eine bestimmte Konfiguration hat, erhält auch das Vakuum die Eigenschaften einer Superlinse. Schade ist nur, dass Smolyaninovs Beobachtung keinen lang erwarteten Durchbruch in der Elektronik, Optik und der Schaffung neuer Materialien verspricht, die Superlinsen bringen können. Tatsache ist, dass das Magnetfeld, das dafür an ein Vakuum angelegt werden muss, eine kolossale Induktion haben muss, die unsere Möglichkeiten bei weitem übersteigt.
Andererseits könnte es im frühen Universum – in den ersten Sekundenbruchteilen nach dem Urknall – noch ähnliche Magnetfelder geben, die Vakuum in einen Supraleiter und eine Superlinse verwandeln können. Und das ist schon interessant, denn die erstaunliche Fähigkeit der Superlinse, Licht zu fokussieren, könnte in diesem Stadium das gesamte Universum ernsthaft beeinträchtigen und sich in seiner derzeitigen großräumigen Struktur widerspiegeln. Vielleicht können Wissenschaftler genau abschätzen, welche Auswirkungen dieses Phänomens heute zu beobachten sind – und in Beobachtungen testen.
Lesen Sie mehr über ein weiteres sehr interessantes Projekt von Igor Smolyaninov: „Big Bang in the Lab“.
