Die Welt ist von Wellen durchdrungen. Schwingungen in der Luft transportieren Schall zu unseren Ohren. Licht stimuliert die Netzhäute unserer Augen. Verschiedenste Funkfrequenzen übertragen einen unermesslichen Informationsreichtum an Radioempfänger, Fernseher und diverse Mobilgeräte. All diese Phänomene beruhen auf denselben grundlegenden physikalischen Prinzipien. In den letzten Jahren gab es dramatische Fortschritte dabei, die Ausbreitung solcher Wellen ganz nach Bedarf zu manipulieren – mit Hilfe von auf besondere Art modifizierten Materialien, den so genannten Metamaterialien.

Die griechische Vorsilbe »meta« bedeutet »jenseits«. Die Effekte der neuen Materialien gehen über gewöhnliche Wechselwirkungen zwischen Wellen und Materie hinaus. Damit lassen sich Technologien entwickeln, bei denen sich Licht und Schall auf völlig unerwartete Weise verhalten. Die prominentesten Beispiele dafür sind Tarnkappen, das heißt speziell beschichtete oder strukturierte Metamaterialien, die Gegenstände scheinbar verschwinden lassen. Mehrere Forschungsteams auf der ganzen Welt, darunter meines, haben Metamaterialien hergestellt, an denen die Lichtwellen umgelenkt werden statt abzuprallen. Das Objekt wird dadurch nicht mehr wahrnehmbar und wirft keinen Schatten. Diese Erfindungen haben zwar ihre Grenzen. Sie sind nicht so spektakulär wie das, was sich viele Menschen bei dem durch Literatur und Film geprägten Begriff Tarnmantel vorstellen; man denke etwa an den Umhang aus »Harry Potter«. Dennoch wechselwirken sie mit Strahlung auf eine Weise, die regelrecht magisch erscheint.

Dabei sind Tarnkappen nur eine Spielart im weiten Feld der Metamaterial-Technologie. Moderne Methoden der Nanofabrikation und ein verbessertes Verständnis der Interaktionen von Licht und Materie ermöglichen inzwischen gezielte Strukturierungen, mit denen wir jedes erdenkliche Muster, jede Farbe und jedes optische Merkmal erzeugen können …