지식보관소_ 빛을 휘어서 유사중력을 만들어내는 신기한 크리스탈은 어떤 기술적 변화를 가져올까?

 

 

얼마 전 일본 도후쿠 대학의 연구팀은

빛을 구부려서 유사 중력을 만들 수가 있는

새로운 크리스탈을 만들었고

이 내용은 피지컬 리뷰 A 저널에 공개가 되었습니다.

 

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제가 예전에 즐겨했었던

다이슨스피어 프로그램이라는 게임에서는

카시미르 크리스탈이라는 재미있는 개념이 등장합니다.

 

이 게임은 먼 미래에 모든 인류가 의식을

가상현실로 전송해서 영생하게 되고

그 결과 이 가상현실을 구동하기 위해서

엄청난 에너지가 필요해져서

로봇으로 다이슨스피어를 건설한다는 세계관을 가진 게임인데요.

 

다이슨스피어라는 엄청난 초거대 구조물을 건설하기 위해

항성 간 이동을 하면서

다른 항성계에서도 자원을 모으게 되고

이 과정에서 워프 엔진을 사용해서 초강속 이동을 하게 됩니다.

 

여기에서 워프연료를 만드는 핵심 재료 중의 하나인

카시미르 크리스탈은

현실에는 존재하지 않지만

SF에서 종종 등장하는 개념이죠.

 

카시미르 크리스탈은 실존하지 않지만

카시미르 효과는 물리학에서 잘 알려진 현상으로

두 개의 평행한 전도성 표면 사이에

매우 작은 공간에서 발생하는

양자역학적인 신기한 에너지입니다.

 

특히나 두 금속판을 밀어내는

청력이 발생하기도 하는데

이 현상을 극대화해서 알큐비에레 드라이브를 구현한다는 설정으로

SF에 종종 등장하며

아까 예시로 들었던 다이슨 스피어 프로그램이라는 게임에서도

이러한 설정을 가져왔다고 볼 수가 있습니다.

 

하지만 현실에서는 카시미르 효과를

거시적인 규모에서 이용할 방법이 없고

빛을 자유자재로 휘거나 유사 중력을 만들어 내는 것은

불가능한 것으로 알려져 있습니다.

뭐 지금까지는 말이죠.

 

얼마 전 일본 도후쿠대학원의 연구팀은

빛을 구부려서 유사 중력을 만들 수가 있는

새로운 크리스탈을 만들었고

이 내용은 Physical Review A 저널에 공개가 되었습니다.

 

빛을 자유자재로 구부려서

유사 중력과 같은 현상을 구현할 수 있다는 말은

마치 공상과학 소설같이 들리는데

사실 유사 중력이라는 표현은

이 연구팀이 사용한 표현이고

정확히는 원하는 대로 빛의 진행 방향을 구부릴 수가 있는 물질입니다.

 

규칙적인 격자형 패턴으로 배열화된 광결정을 이용해서

빛의 통과 속도를 조정하게 되면

빛이 일정곡률로 휘어지는 걸 이용해서

블랙홀 같은 강력한 중력장에서

빛이 휘어지는 것을 똑같이 구현할 수 있는 크리스탈을 만들어 낸 것이죠.

 

이를 이용해 블랙홀이나 퀘이사 같은 중력이 큰 물질 주변에

전자기파가 지나갈 때 일어나는 변화를

그대로 재현을 할 수가 있다는 것이 연구팀의 주장입니다.

 

아니 근데 물에서도 빛은 휘어지고

매질에 따라서 빛이 휘어지는데

대체 이 크리스탈이 뭐가 특별한 거야?

라고 생각하는 분들이 계실 수도 있는데

물 같은 다른 매질에서 휘어지는 빛은

매질에 따라서 정해진 곡률에 따라서 휘어지는 데 반해서

이 크리스탈은 일종의 매타물질로

휘어지는 곡률과 방향을 조정할 수가 있다는 것이죠.

 

연구팀에 따르면

이 새로운 크리스탈의 기술을 응용하면

이론상 6G 통신도 가능하다는 것입니다.

 

광통신은

전송되는 광자에 얼마나 많은 정보를 넣을 수가 있느냐가 중요한데

빛의 곡률을 자유자재로 바꿀 수가 있다면

이러한 빛의 곡률 또한 데이터 전송으로 활용할 수가 있으므로

기존의 5G보다

수백배 빠른 통신도 이론상 가능하다는 것이 연구진의 주장인 것이죠.

 

거기에다가 메타물질처럼 활용하게 되면

투명망토기술이나 초점 거리가 짧은 렌즈들에 활용할 수도 있는데

이전에 연구가 되었던 메타 렌즈들 또한

이렇게 빛의 곡류를 반대로 휘는 특성을 이용해서 만드는 것이기 때문입니다.

 

물론 이러한 크리스탈이 SF에서 등장하는 카시미르 크리스탈처럼

시공간을 반대로 휘는 청력을 발생시키거나 하는 것은 아니지만

퀘이사나 블랙홀 같은 중력이 큰 우주 천체 주변을

빛이 지나갈 때 일어나는 변화를

실험실에서 구현을 할 수가 있고

6G통신이나 메타물질의 측면에서 활용이 가능하다는 점에서

향후의 연구가 기대가 되는 부분입니다.