Licht, dass schneller als die Lichtgeschwindigkeit ist. Was unmöglich klingt, ist zumindest unter bestimmten Bedingungen machbar. Und steht nicht mal im Widerspruch zu Einsteins Relativitätstheorie. Denn die Rede ist von der Phasengeschwindigkeit, also der Geschwindigkeit, mit der ein einzelner Wellenberg des Lichts unterwegs ist, nicht um die Gesamtgeschwindigkeit des Lichts. Im Vakuum entspricht die Phasengeschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit, aber in bestimmten Materialien lässt sich eine Abweichung feststellen.
Metamaterial mit einen Brechungsindex von Null: “Wenn dies der Fall ist, dann wird die Phasengeschwindigkeit unendlich. An diesem extremen Limit wird die Wellenlänge im Material unendlich groß und die Phase ist überall konstant”, erläuterten Yang Li von der Harvard University und seine Kollegen.
Bei dem Chip handelt es sich um eine quadratische Fläche aus einem Polymer, das winzige Silizium-Säulchen enthält. Jede dieser Säulen ist 690 Nanometer hoch und 211 Nanometer dick, und auf der lichtleitenden Schicht ist ein begrenzender Goldfilm. Der Lichtstrahl wird von einem Silizium-Wellenleiter in das Material eingeleitet. Dort wird das Licht auf bisher nie dagewesene Art und Weise manipuliert.
“Bisherige optische Schaltkreise werden durch die schwache und ineffektive Energieerhaltung der konventionellen Silizium-Wellenleiter gehemmt. Das Metamaterial mit Null-Brechungsindex sorgt dagegen durch seine hohe innere Phasengeschwindigkeit für volle Übertragung – egal wie das Material konfiguriert ist”
Einsatzmöglichkeiten wären neuartige Kopplungsformen elektromagnetischer Strahlung oder bessere Verschränkung von selbst weit entfernten Quantenbits.
Quelle: Browse Articles | Nature Photonics