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Nanopartikel brechen die Symmetrie des Lichts#

Ein Goldpartikel wird angestrahlt und sendet dann seinerseits Licht in eine Glasfaser
Ein Goldpartikel wird angestrahlt und sendet dann seinerseits Licht in eine Glasfaser - und zwar nur in die gewünschte Richtung.
© TU Wien

An Glasfasern gekoppelte Teilchen senden Licht gezielt nach links oder rechts. An der TU Wien gelang das durch eine ungewöhnliche Kopplung von Polarisation und Ausbreitungsrichtung. #

Woher kennt ein Lichtstrahl den Unterschied zwischen links und rechts? An der TU Wien wurden winzige Teilchen nun dazu gebracht, Licht nicht wie sonst in beide Richtungen gleichermaßen abzustrahlen, sondern in einem Glasfaserkabel je nach Wunsch nach links oder nach rechts zu senden. Möglich wird das durch einen besonderen physikalischen Trick – das Ausnutzen der sogenannten „Spin-Bahn-Wechselwirkung“ des Lichts. Diese spezielle Schaltvorrichtung auf Nanometer-Größenskala könnte die Nanophotonik revolutionieren. Das Forschungsteam präsentierte die Ergebnisse nun in einer Publikation im wissenschaftlichen Journal „Science“.

Gold-Nanopartikel auf ultradünnen Glasfasern#

Wenn man ein Teilchen mit Licht anregt, kann es danach seinerseits Licht aussenden. „Ein Teilchen im freien Raum wird allerdings in eine bestimmte Richtung immer genau so viel Licht strahlen wie in die Gegenrichtung“, erklärt Prof. Arno Rauschenbeutel vom Atominstitut der TU Wien. Seiner Forschungsgruppe gelang es nun, in einem Experiment diese Abstrahlungs-Symmetrie zu brechen - mit Nanopartikeln aus Gold, die an eine ultradünne Glasfaser angekoppelt wurden. Über die Art des einfallenden Laserlichtes lässt sich steuern, ob die Partikel ihr Licht in der Glasfaser nach links oder nach rechts schicken.