Physiker entwirft neue Materialien, die Licht aus allen Richtungen blockieren

Neue Materialien blockieren Licht aus allen Winkeln

Der Physiker Stefano Martiniani hat eine völlig neue Klasse von Materialien entworfen, die die Grenze zwischen Ordnung und Chaos verwischt. Diese Metamaterialien, Gyromorphe genannt, stützen sich auf eine kristallähnliche geometrische Struktur und flüssigkeitsartige Zufälligkeit, um das Eindringen von Licht in jedem Winkel zu blockieren.

Physiker dachten strukturell betrachtet, dass sie solche Hybridmaterialien nicht schaffen könnten. „Aber dies ist ein Beweis dafür, dass man es unter bestimmten Einschränkungen kann“, sagt Martiniani von der New York University.

Wie Gyromorphe funktionieren

Martiniani vergleicht die Unordnung der Gyromorphe mit einer Menschenmenge. Man könnte durch die Menge hindurchsehen, wenn die Personen in geraden Linien stillstehen würden, aber nicht, wenn sie in zufälligen Gruppen zusammengeklumpt wären. Aber es gibt auch Ordnung: Von überall, wo man in einer Gyromorph-Menge steht, sieht man einen Ring von Personen in einem bestimmten Abstand.

Gyromorphe sind eine Art von Metamaterial, einer Substanz mit einer Struktur, die ihr Eigenschaften verleiht, die in natürlich vorkommenden Materialien nicht gefunden werden. Metamaterialien können Licht, Schall oder andere Wellen steuern und werden häufig in Smartphones, medizinischer Bildgebung und Computern eingesetzt.

Mögliche Anwendungen

Martiniani sagt, Gyromorphe könnten verwendet werden, um energieeffizientere optische Computer herzustellen, die Licht zur Verarbeitung und Speicherung von Daten nutzen.

Um einen Gyromorph zu entwerfen, wandte sich Martiniani an FReSCo, ein Programm, das sein Labor entwickelt hat, um molekulare Strukturen zu entwerfen, die den Spezifikationen der Forscher entsprechen. „Wir hatten einen Algorithmus, wir gaben ihm ein Ziel, und dann war er in der Lage, dieses Ziel zu lösen, indem er eine Lösung fand, die wir nicht erwartet hatten“, sagt er. „Das ist die beste Art der Entdeckung.“

Warum es wichtig ist

Die Forschung zeigt, dass Hybridmaterialien, die Ordnung und Zufälligkeit kombinieren, unter bestimmten Einschränkungen erstellt werden können, was neue Möglichkeiten für die Steuerung von Licht in der Technologie eröffnet.

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Quellen (auf Englisch)

• sciencenews.org: Light is hard to block from every direction. This physicist found a way
• ign.com: Paper Tiger Review: James Gray's Crime Drama Delivers

KI-Übersetzung des englischen Originalartikels, automatisch geprüft, damit sie dasselbe aussagt wie das Original. Die Quellen wurden auf Englisch geprüft.