Forschung am MIT
19.11.2019, 14:33 Uhr
Lachgas beschleunigt Entwicklung von 6G
MIT-Experten und Harvard-Forschern ist der Bau eines kleinen und preiswerten Terahertzlasers gelungen. Dieser basiert auf Lachgas.
Ein schuhschachtelgrosser Laser erzeugt Terahertz-Wellen (grün), indem ein spezieller Infrarotlaser die Lachgas-Molküle rotiert
(Quelle: MIT)
Das normalerweise als Narkotikum genutzte Lachgas könnte wichtig werden für das 6G-Mobilfunknetz - zumindest, wenn man den Forschern am Massachusetts Institute of Technology (MIT) folgt. Sie haben einen Terahertz-Laser entwickelt, der auf Di-Stickstoffmonoxid basiert, wie Lachgas mit chemischem Namen heisst. Beteiligt waren Kollegen der Harvard University und der US-Armee.
Eine Frage der Wellenlänge
5G arbeitet mit Millimeterwellen, die pro Zeiteinheit eine gigantische Menge an Daten drahtlos übertragen. Die 6G-Technologie ist noch weitaus leistungsfähiger, weil sie Wellenlängen von weniger als einem Millimeter nutzt. Weltweit wird an dieser Technik bereits geforscht, in Deutschland beispielsweise von dem Münchner Elektronikspezialisten Rohde & Schwarz sowie den Fraunhofer-Instituten für Nachrichtentechnik und Angewandte Festkörperphysik.
Voraussetzung für die 6G-Einführung ist ein Laser, der die benötigten Wellenlängen erzeugt. Das gelang jetzt. Die Forscher bauten ein Gerät, das so gross ist wie ein Schuhkarton. Es emittiert bei Zimmertemperatur einen Terahertz-Laserstrahl, dessen Frequenz sich über einen weiten Bereich verändern lässt. «So können wir auswählen, wie gross die Reichweite der Wellen ist», sagt MIT-Forscher Steven Johnson. So habe man genaue Kontrolle darüber, wer eine Kommunikation auf Terahertz-Basis hören oder ein Radarbild sehen könne. Das eröffne neue Anwendungsmöglichkeiten für die drahtlose Kommunikation, Radar und Spektroskopie.
Klein und handlich für die Praxis
Bisherige Sender und Empfänger von Terahertzwellen sind sehr gross und teuer. Das MIT-Gerät dagegen ist klein und billig, da es aus lauter Bauteilen besteht, die in grossen Mengen gefertigt werden. Auslöser der Terahertzwellen ist ein roter Laserstrahl, der die Lachgasmoleküle «beschiesst». Dadurch geraten sie in Rotation und letztlich auf ein höheres Energieniveau. Wenn sie zurückkehren, senden sie Terahertz-Laserstrahlen aus. Seit den 1970er-Jahren versuchen Forscher, Gaslaser für Terahertzstrahlung zu entwickeln. Das gelang, allerdings waren die Behälter, die das Gas enthielten, mehrere Meter lang und damit für die Praxis ungeeignet.
