Wie laut krabbelt ein Floh? Welche Schallwellen verursacht ein wanderndes Bakterium? Physikern ist es erstmals gelungen, Schallwellen im Größenbereich dieses Mikrokosmos zu messen. Als Nano-Ohr fungiert dabei ein einzelnes Goldnanopartikel, das in einem Laserstrahl in der Schwebe gehalten wird.
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Das Partikel schwingt durch die minimale akustische Anregung um wenige Nanometer parallel zur Schallrichtung. Diese Auslenkung können die Wissenschaftler um Andrey Lutich vom Exzellenzcluster „Nanosystems Initiative Munich“ (NIM) der Universität München mit einer herkömmlichen Videokamera und einem Dunkelfeldmikroskop optisch nachweisen. Das Nano-Ohr ist in der Lage, Lautstärken von etwa -60 Dezibel (dB) zu detektieren. Es ist damit eine Millionen Mal empfindlicher als das menschliche Ohr, das bei 0 dB seine untere Hörgrenze hat, berichten die Forscher in der Fachzeitschrift „Physical Review Letters“.
Nano-Ohr entstand in zwei Etappen
Die Physiker entwickelten das neue Nano-Ohr in zwei Etappen. „Zunächst haben wir mit einer stärkeren Schallquelle gezeigt, dass die Methode grundsätzlich funktioniert“, erläutert Lutich. „In einem zweiten Schritt konnten wir dann eine noch deutlich schwächere akustische Anregung nachweisen.“ Zentrales Element ist in beiden Fällen ein 60 Nanometer großes Goldnanopartikel, das über einen roten Laserstrahl, eine sogenannte optische Falle, in der Schwebe gehalten wird.
