Forscher machen Teilchenbewegungen "unsichtbar" – mit Magnetfeldern
Johanna Peters
Forscher machen Teilchenbewegungen "unsichtbar" – mit Magnetfeldern
Wissenschaftler der Universität Bayreuth haben eine neue Methode entwickelt, um Objekte "unsichtbar" zu machen – allerdings nicht so, wie die meisten es sich vorstellen. Statt Gegenstände dem Blick zu entziehen, hat das Team ein Verfahren entdeckt, um die Bewegung winziger Teilchen zu tarnen. Dadurch können diese Hindernisse umgehen, als wären sie gar nicht vorhanden.
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Die Studie, die in Zusammenarbeit mit der Universität Kassel und der Polnischen Akademie der Wissenschaften durchgeführt wurde, konzentriert sich darauf, Teilchen auf komplexen Pfaden ohne Störungen zu lenken. Das Team – Anna Rossi, Thomas Mäker, Nico Stuhlmüller, Daniel de las Heras und Thomas Fischer – nutzte ein Magnetfeld, um paramagnetische Kolloide über ein schachbrettartiges Muster zu steuern. Durch die Schaffung "unsichtbarer" Zonen stellten sie sicher, dass die Teilchen Hindernisse umgingen, ohne dass ihre Bewegung dauerhaft beeinflusst wurde.
Bisher beruhte die Tarnung meist darauf, Wellen wie Licht oder Schall um ein Objekt herumzulenken, um es unsichtbar zu machen. Hier ist der Ansatz ein anderer: Die Teilchen erreichten ihr Ziel zur gleichen Zeit wie solche, die einen ungehinderten Weg zurücklegten. Das Hindernis wirkte sich nur kurz auf sie aus, während sie vorbeizogen, und hinterließ keine Spuren, sobald sie weiterbewegt waren.
Die Ergebnisse, die nun in Nature Communications veröffentlicht wurden, könnten neue Möglichkeiten eröffnen, den Transport von Teilchen im mikroskopischen Maßstab zu steuern. Die Methode basiert auf präziser magnetischer Manipulation und bietet eine Möglichkeit, Störungen in dynamischen Systemen zu verbergen.
Dieser Durchbruch zeigt, dass Tarnung nicht nur auf Licht und Schall beschränkt ist, sondern auch auf die Bewegung von Teilchen angewendet werden kann. Die Technik ermöglicht es Objekten, Hindernisse nahtlos zu umgehen, mit potenziellen Anwendungen in Bereichen wie Materialwissenschaft und Mikrofluidik. Die Forschung markiert einen wichtigen Schritt vorwärts im Verständnis dafür, wie Materie im Mikrobereich manipuliert werden kann, ohne dabei nachweisbare Spuren zu hinterlassen.
