Akustisches Metamaterial ahmt Quantenphänomene nach und ermöglicht neue Technologien

Frustration über die Grenzen der Quantenmechanik hat an der EPFL in der Schweiz zu einem Durchbruch geführt. Forscher unter der Leitung des Doktoranden Mathieu Padlewski haben ein akustisches Metamaterial entwickelt, um kondensierte Materie zu erforschen und dabei die Empfindlichkeitsprobleme quantenmechanischer Systeme zu umgehen. Die in Physical Review B (März 2025) veröffentlichte Innovation nutzt Schallwellen, um dicht gepackte Atome zu untersuchen, ohne deren empfindliche Zustände zu stören. Dieses Metamaterial, das aus einstellbaren 'akustischen Atomen' besteht, kann Phänomene synthetisieren, die über den natürlichen Bereich hinausgehen, und potenziell die Telekommunikation durch die Lenkung von Energiewellen revolutionieren sowie die Energiegewinnung aus Umgebungsschall ermöglichen. Inspiriert vom Quantenparadoxon von Schrödingers Katze ermöglicht das Gerät die Beobachtung überlagerter Zustände, ohne diese zu kollabieren, im Gegensatz zu direkten Quantenmessungen. Zukünftige Anwendungen erstrecken sich auf medizinische Bereiche, die Nachahmung der Cochlea zur Untersuchung von Hörproblemen wie Tinnitus und die Entwicklung akustischer Analogrechner, die in der Lage sind, riesige Datenmengen gleichzeitig zu verarbeiten. Dieser interdisziplinäre Ansatz verbindet Quantenphysik mit Akustik und eröffnet neue Wege für wissenschaftliche Erkundung und technologischen Fortschritt.