Aus unserem Alltag wissen wir, dass Licht und Schall im übertragenen Sinn so unterschiedlich sein können wie Tag und Nacht, auch da sie ganz unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Bei einem Gewitter z.B. ist es ganz natürlich, dass der Blitz zuerst visuell und dann mit einiger Verzögerung auch akustisch (als Donner) wahrgenommen wird, weil sich Licht und Schall unterschiedlich schnell ausbreiten. Außerdem können wir Stimmen um Ecken herum hören, aber es ist schwierig, durch Hindernisse in der Sichtlinie zu sehen. Trotz ihrer scheinbaren Gegensätzlichkeit eröffnet das Zusammenspiel von Licht und Schall jedoch eine Fülle von Möglichkeiten in der Grundlagen- und angewandten Forschung. So kann beispielsweise Schall in ein Lichtsignal kodiert und über große Entfernungen gesendet werden, um dann wieder in ein akustisches Signal dekodiert zu werden. Darüber hinaus ist Licht auch in der Lage, bei der Wechselwirkung mit Materie Schallwellen zu erzeugen. Einer der zugrundeliegenden Prozesse in diesem Zusammenhang ist der so genannte photoakustische Effekt, der die lokale Erwärmung eines Mediums bei teilweiser Absorption des auftreffenden Lichts beschreibt. Dieser Temperaturanstieg führt schließlich zu einer lokalen Ausdehnung des Mediums, was zu einer Druckänderung und letztendlich zur Erzeugung einer Schallwelle führt. Dieses Phänomen ist der Schlüssel zur photoakustischen Mikroskopie oder Tomographie, die die Vorteile und Eigenschaften von Licht- und Schallwellen miteinander verbinden. Das Gebiet der photoakustischen Bildgebung wird in der Gruppe Optik von Nano- und Quantenmaterialien (OpNaQ) am Institut für Physik der KFU eingehend erforscht und untersucht.
Dorian Brandmüller, mittlerweile Doktorand in der OpNaQ-Gruppe, hat in seiner Masterarbeit die Ausbreitung von Licht und Schall in verschiedenen Probenarten sowie die Detektion von Schallwellen numerisch und experimentell untersucht. Gefördert von der FFG und in Zusammenarbeit mit der MedUni Graz und anderen Partnern sollen die gewonnenen Erkenntnisse für die Untersuchung von Organen genutzt werden, um beispielsweise deren Zustand vor einer Transplantation lückenlos zu überwachen.
Die Preisverleihung findet im Rahmen der ÖPG-Tagung 2022 in Leoben statt, wo Dorian Brandmüller auch seine Forschung in einem eingeladenen Vortrag präsentiert. Herzlichen Glückwunsch Dorian!
Kontakt:
Peter Banzer (peter.banzer(at)uni-graz.at), Robert Nuster (ro.nuster(at)uni-graz.at), Dorian Brandmüller (dorian.brandmueller(at)uni-graz.at)
Links:
https://physik.uni-graz.at/de/optik-von-nano-und-quantenmaterialien/
https://www.oepg-ym.at/index.php?lang=en&page=award