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쓰나미 막는 메타물질 개발




프랑스 스테판 에녹 박사팀은 파도를 흘려보내는 메타물질을 개발했다. 사진제공:스테판 에녹

음의 굴절률 이용해 파도 흘려보낸다

거대한 파도인 쓰나미를 막을 수 있는 메타물질이 개발됐다.

프랑스 프레넬연구소 스테판 에녹 박사는 내부로 들어온 파도를 회전시켜 밖으로 내보내는 메타물질을 개발했다고 미국 물리학지인 ?ǭ??직스 리뷰 레터?Ǡ25일자에 발표했다.

메타물질은 음의 굴절률을 가진 소재로 파동의 성질을 가진 빛이나 소리, 파도를 일반적인 굴절 방향과 다른 쪽으로 휘게 한다. 이번에 개발된 메타물질은 파도를 음의 굴절률로 휘게 하는 것이다.

에녹 박사는 여러 개의 동심원 모양으로 기둥을 배열해 지름 10cm 크기의 메타물질을 만들었다.

파도가 일어나는 수조에 이 메타물질을 넣자 메타물질에 닿은 파도는 원모양으로 늘어선 기둥을 따라 회전하기 시작했다. 파도는 작은 원으로 향할 수록 점점 속도가 빨라졌다. 회전속도가 빨라진 파도는 원의 중심에서 밖으로 밀어내는 힘에 의해 내부로 들어가지 못했다. 파도는 결국 메타물질의 중심에 닿지 못하고 밖으로 흘러나갔다.





에녹 박사팀은 "파도가 북쪽에서 들어오면 일부는 동서쪽으로 빠져나가지만 대부분 남쪽으로 빠져나갔다"며 "파도는 구조물에 의해 방해받지 않은 것처럼 진행했다"고 설명했다. 구조물이 메타물질의 특성을 가졌다는 설명이다.

하지만 이 메타물질을 넓은 지역에 적용하기는 힘들 전망이다. 섬이나 해안선을 보호하기 위해 주변에 수많은 구조물을 설치하기가 쉽지 않기 때문이다. 에녹 박사는 "넓은 지역보다는 석유시추선처럼 바다 위에 고정된 작은 시설을 보호하기에 효과적"이라고 밝혔다.

우정원 이화여대 양자메타물질센터장은 "파도도 파동이기 때문에 메타물질을 이용해 굴절시킬 수 있다"며 "소리를 휘게하는 메타물질은 많이 논의됐지만 파도에도 적용한다는 사실이 흥미롭다"고 말했다.


전동혁 동아사이언스 기자 jermes@donga.com



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