HOME

Physik: Forscher entwickeln fliegenden Teppich

In orientalischen Märchen gehören sie zur üblichen Szenerie, doch in Wirklichkeit ist noch nie jemand auf einem fliegenden Teppich abgehoben. US-Physiker haben nun gezeigt, wie man das mythische Gefährt bauen kann - zumindest im Miniaturformat.

Fliegende Teppiche könnte es zumindest in einer Miniaturausführung tatsächlich geben. Gelänge es, eine dünne Folie ausreichend schnell in Schwingungen zu versetzen, könnte sie in der Luft schweben und sich dabei sogar vorwärts bewegen. Das haben Physiker der Harvard-Universität jetzt gezeigt. Menschen mit einem solchen Teppich zu befördern, sei jedoch wohl nicht möglich, schränken Lakshminarayanan Mahadevan und seine Kollegen ein - die notwendigen Vibrationen müssten so stark und schnell sein, dass dafür ein unglaublich leistungsfähiger Motor benötigt würde. Ihre Ergebnisse haben die Forscher im Fachmagazin "Physical Review Letters" veröffentlicht.

Schnell aufeinander folgende Wellen erzeugen Auftrieb

Eigentlich hatten die Wissenschaftler untersucht, wie sich eine flexible Folie durch eine Flüssigkeit bewegt - und dabei festgestellt, dass das gleiche Prinzip auch in der Luft funktionieren würde. In beiden Fällen könnten schnell aufeinanderfolgende Wellen, die durch die Folie laufen, einen Auftrieb erzeugen, erklären die Forscher. Zu sehen ist dieser Effekt zum Beispiel dann, wenn ein dünnes Blatt Papier zu Boden flattert und dicht über der Oberfläche durch den unter dem Papier entstehenden Druck abgebremst wird. "Wenn sich Wellen entlang einer flexiblen Folie ausbreiten, generieren sie eine Strömung im umgebenden Medium, die einen Druck erzeugt, der dann die Folie hochhebt und ihr Gewicht in etwa ausgleicht", sagt Mahadevan.

Dieses Prinzip kann sogar für eine Vorwärtsbewegung sorgen. Dazu müssen die Wellen lediglich an einer Kante der Folie beginnen, sagt der Physiker. Dann nämlich neige sich das Blatt ein ganz klein wenig und bewege sich anschließend zum höher gelegenen Ende hin. Dabei wird das Strömungsmittel von diesem Ende zum anderen gedrückt - und das sorgt für einen gewissen Vortrieb. Doch dabei gebe es Grenzen, sagt Mahadevan. So müsste bereits ein Folienstück von zehn Zentimetern Länge und einer Dicke von einem Zehntel Millimeter zehn Mal pro Sekunde auf- und abschwingen, um in der Luft zu bleiben.

Kunststofffolien könnten mit lebenden Muskelzellen beschichtet werden

Für eine schnelle Vorwärtsbewegung wäre zudem eine große Schwingungsamplitude nötig, etwa in der Größenordnung der Länge der Folie, was die Fahrt auf dem Mini-Teppich sehr holperig machen würde. Um das Prinzip tatsächlich in der Realität umzusetzen, müsste zudem geklärt werden, wie die Schwingungen überhaupt erzeugt werden können. Denkbar wären hierbei zum einen die sogenannten smarten Materialien, die sich als Reaktion auf veränderte Außenbedingungen wie der Luftfeuchtigkeit ausdehnen oder zusammenziehen können. Zum anderen könnten flexible Kunststofffolien mit lebenden Muskelzellen beschichtet werden, die sich - gesteuert durch elektrische Impulse - regelmäßig kontrahieren und wieder entspannen. Für Menschen, das zeigen die Berechnungen der Forscher, bleibe eine Reise auf einem solchen Teppich jedoch im Reich des Magischen.

DDP

Themen in diesem Artikel