Monsterwellen in der Optik

Bis vor wenigen Jahren galten sie als pures Seemannsgarn: „Monsterwellen“ auf offener See, groß wie Hochhäuser und von solcher Naturgewalt, dass sie selbst die größten Ozeanriesen zerstören können.

Inzwischen gilt ihre Existenz als wissenschaftlich gesichert und – so wissen Forscher heute – Monsterwellen gibt es nicht nur auf dem Meer. „Auch in der Optik finden wir derartige Wellen“, sagt Prof. Dr. Nail Akhmediev. Der Optik-Experte von der Australian National University in Canberra ist kürzlich mit einem der renommierten Forschungspreise der Alexander von Humboldt-Stiftung ausgezeichnet worden und hat die Friedrich-Schiller-Universität Jena als erste Station seines zwölfmonatigen Forschungsaufenthalts in Deutschland ausgewählt.

Bis Ende Oktober wird der Physiker hier gemeinsam mit Fachkollegen am Institut für Festkörpertheorie und -optik den theoretischen Grundlagen von Monsterwellen nachgehen.

„Monsterwellen entstehen aufgrund hochkomplexer nichtlinearer Effekte“, weiß der australische Forscher. Erst in letzter Zeit seien experimentelle Messungen an diesen Phänomenen möglich geworden. „Dennoch birgt ihre Entstehung noch viele Geheimnisse.“ Einige dieser Geheimnisse zu lüften, das hat sich Prof. Akhmediev für die kommenden Wochen an der Uni Jena vorgenommen. „Die Lichtausbreitung in optischen Fasern folgt ähnlichen Gesetzmäßigkeiten wie die Ausbreitung der Wasserwellen im Ozean“, sagt Akhmedievs Jenaer Gastgeber Prof. Dr. Falk Lederer. Er leitet die Arbeitsgruppe Photonik an der Physikalisch-Astronomischen Fakultät der Universität Jena und hat Akhmediev gemeinsam mit seinem Bayreuther Kollegen Prof. Dr. Helmut Brand für den Forschungspreis nominiert.

Die Jenaer Physiker und ihr australischer Gast planen, die theoretischen Modelle von optischen und Wasserwellen einander soweit anzunähern, dass zum Beispiel experimentelle Untersuchungen in optischen Fasern Hinweise auf die Entstehung und die Eigenschaften der Monsterwellen im Meer geben können. „Damit könnten die für die Seefahrt so gefährlichen Erscheinungen systematisch im Labor untersucht werden, ohne Gefahr für Leib und Leben der Mannschaften von Forschungsschiffen“, unterstreicht Prof. Lederer. „Unsere Ergebnisse könnten sich später auch auf andere extreme Erscheinungen in Natur und Gesellschaft anwenden lassen“, ergänzt Prof. Akhmediev und nennt etwa die Entstehung von Finanzkrisen und Massenpaniken.

Prof. Akhmediev arbeitet seit 1991 im Institut of Advanced Studies der Research School of Physics and Engineering an der Australian National University. „Die Physik verdankt ihm wegweisende Beiträge zur Theorie der optischen Solitonen und nichtlinearen Prozesse in optischen Faserlasern“, würdigt Prof. Lederer den Gastwissenschaftler, mit dem die Jenaer Forscher bereits seit Beginn der 1990er Jahre regelmäßig zusammenarbeiten.

Kontakt:
Prof. Dr. Nail Akhmediev, Prof. Dr. Falk Lederer
Institut für Festkörpertheorie und -optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Max-Wien-Platz 1
07743 Jena
Tel.: 03641 / 947170
E-Mail: nna124[at]rsphysse.anu.edu.au, falk.lederer[at]uni-jena.de