14.01.2014

Monsterwellen aus Licht

Aufeinanderfolgende Schnappschüsse einer optischen Monsterwelle. Die Intensität ist als Wellenhöhe dargestellt. Die Welle taucht innerhalb von einer Hundertstelsekunde ohne Vorankündigung auf und verschwindet ebenso schnell wieder.

Vor 5 Jahren wurde nun qualitativ ähnliches Verhalten bei der Propagation von intensiven Lichtimpulsen durch eine Glasfaser beobachtet, also in einem völlig unterschiedlichen physikalischen System. Da die Beobachtung extremer Impulsenergien in diesem System verhältnismäßig wenig Aufwand erfordert, hat diese Beobachtung ein eigenes Forschungsgebiet über „optische Monsterwellen” initiiert.

Anders als in allen Vorgängerarbeiten ist dieses Phänomen durch atmosphärische Turbulenz in einer Gaszelle verursacht, also eine Art Sturm im Reagenzglas und somit durch ein mikroskopisches meteorologisches Phänomen. Wird in einer solchen Zelle ein Bündel hochintensiver paralleler Lichtstrahlen (sogenannte Filamente) erzeugt, so kann die Turbulenz zur kurzzeitigen Verschmelzung von Einzelstrahlen führen, die mit dem bloßen Auge beobachtbare Lichtblitze erzeugt.

Eine genaue Analyse der experimentellen Daten zeigt, dass die statistische Verteilung dieser Lichtblitze viel extremer ist als jene von meteorologischen Ereignissen. Meereswellen gelten bereits als Monsterwellen, wenn sie die signifikante Wellenhöhe um einen Faktor zwei überschreiten. Im optischen System treten hingegen sogar Lichtblitze auf, die die charakteristische Intensität um einen Faktor 10 übertreffen, also wirklich raues optisches Wetter.

Mehr Informationen:
Max-Born-Instituts (MBI)
www.mbi-berlin.de

 
 
 
 
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