Laser steuern winzige Metajets in drei Dimensionen ^{CEFR B1}

Forscher nutzten Laser, um mikrometergroße Geräte, sogenannte Metajets, kontrolliert in drei Dimensionen zu bewegen. Das Team arbeitet an der Texas A&M University und die Untersuchung wurde von Shoufeng Lan geleitet; die Ergebnisse sind in Newton veröffentlicht. Jeder Metajet erzeugt bei Laserbeleuchtung eine gesteuerte Bewegung.

Die Metajets besitzen eine Metasurface, ein ultradünnes, nanoskalig strukturiertes Material, dessen Muster das Verhalten des Lichts formen. Durch Gestaltung von Form, Orientierung und Anordnung bestimmten die Forschenden, wie Licht Impuls auf das Objekt überträgt und so Kraft erzeugt. Lan verglich den Effekt mit Tischtennisbällen, die von einer Fläche abprallen.

Anders als Ansätze, die den Lichtstrahl formen, sitzt die Kontrolle hier im Material. Die Kraft hängt von der Leistung des Lichts und nicht von der Größe des Geräts ab, sodass das Konzept skalierbar erscheinen kann. Die aktuellen Geräte sind nur wenige zehn Mikrometer groß und wurden in einer Flüssigkeit getestet. Das Team sucht Mittel für Versuche in Mikrogravitation. Forschende in Europa sowie Projekte an Caltech und dem Rochester Institute of Technology arbeiten an verwandten Fragen. Langfristig könnte Lichtsteuerung Reisen zum Alpha Centauri in etwa 20 Jahren ermöglichen, während heutige Raketenhunderttausende Jahre bräuchten.