Eine Gruppe von Wissenschaftlern des Forschungslabors der Firma BAE Systems in Bristol hat in einer speziell hergestellten elektrischen Leitung den so genannten inversen Dopplereffekt beobachtet. Bei diesem Phänomen wird eine elektrische Welle an einer bewegten Störstelle so reflektiert, dass sich ihre Frequenz erhöht, wenn sich die Störstelle von dem Detektor wegbewegt. Die Entdeckung könnte unter anderem zu der Herstellung neuartiger Strahlungsquellen führen, deren Frequenz einfach verändert werden kann. Darüber berichtet das Fachmagazin Science (Band 302, Seite 1537).
Der gewöhnliche Dopplereffekt ist ein in der Alltagswelt wohlbekanntes Phänomen. In seiner akustischen Form kann er am besten an einem Krankenwagen beobachtet werden. Wenn sich dieser mit eingeschaltetem Martinshorn auf uns zu bewegt, so hören wir eine höhere Frequenz. Sobald er vorbeigerast ist, nehmen wir hingegen eine niedrigere Frequenz war. In der Sprache der Physik spricht man von einer Frequenzerhöhung der von einer Quelle ausgesandten Wellen, wenn diese sich auf einen Beobachter zubewegt und umgekehrt.
Nigel Seddon und sein Kollege Trevor Bearpark haben nun mithilfe von elektrischen Wellen den genau umgekehrten Effekt beobachtet ? die Frequenz ihrer Welle wurde erhöht, wenn sich die Quelle von dem Beobachter wegbewegte. Dazu stellten die Forscher eine spezielle elektrische Leitung aus Kondensatoren und magnetischen Spulen her, die elektrische Pulse leiten konnte.
Wenn nun ein Puls in diese Leitung eingespeist wurde und sich durch sie zu bewegen begann, so entstand gleichzeitig eine Welle im Radiofrequenzbereich des Spektrums, die sich in umgekehrter Richtung mit einer höheren Geschwindigkeit von dem Puls wegbewegte. Wenn diese Welle dann am Anfang der Leitung reflektiert wurde und so nach einiger Zeit wieder auf den ursprünglichen Puls auftraf, so wurde sie an diesem wiederum reflektiert.
Der Puls konnte somit als eine bewegte “Quelle” der reflektierten Radiowelle aufgefasst werden. Die Frequenz dieser Welle hatte sich bei der Reflektion nun erhöht, obwohl sich der Puls von dem Detektor am Anfang der Leitung wegbewegte. Das Team hatte somit den im Jahre 1943 vorhergesagten inversen Dopplereffekt beobachtet.
Auch wenn praktische Anwendungen dieses Phänomens vorerst nicht in Sicht sind, so könnte die von den Forschern entwickelte elektrische Leitung zur Herstellung einfacher Strahlungsquellen dienen, deren Frequenz durch Reflexion an Pulsen verändert werden kann. Diese Quellen könnten dann etwa in medizinischen Strahlungstherapien eingesetzt werden.
Stefan Maier
