사람이 입으면 보이지 않는 투명망토처럼, 음원이 소리를 보내도 물체에 반사되지 않고 그대로 통과해소리가 들리지 않게 되는 '소리의 투명 망토'를 가능하게 할 '음향 메타물질(acoustic meta material)'이 우리나라 연구팀에 의해 세계 최초로 개발됐다.
연세대학교 물리학과 '김철구·이삼현 공동연구팀'은 10일 "소리의 굴절률을 조절해 '역(逆)도플러 효과'라 불리는 특이한 현상을 보이는 '음향 메타물질'을 성공적으로 만들었다"고 밝혔다.
'도플러 효과'란 예를 들어 경찰차가 사이렌을 울리며 우리에게 다가오면 높은 음의 사이렌 소리를 듣게 되고, 멀어지면 낮은 음의 사이렌 소리를 듣게 되는 원리다.
김 교수 연구팀은 350Hz의 소리와, 소리의 전파 방향으로 5m/s로 움직이는 음원을 사용해 장치를 실험한 결과 고전적인 도플러 효과와는 반대로 음원이 접근할 때 진동수가 감소하고 음원이 멀어질 때 진동수가 증가함을 발견했다고 전했다.
김 교수 연구팀이 개발한 새로운 '음향 메타 물질'은 밀도와 탄성률을 모두 음(negative)의 상태로 만들어, 음원이 접근할 때 진동수가 감소하고 음원이 멀어질 때 진동수가 증가하는 역도플러 효과가 나타나게 한다.
즉, 음원이 탐지기로부터 멀어질 때 높은 음을 관측하고, 가까이 올 때 낮은 음을 듣는 현상이 가능해진 것이다.
김 교수는 "새로운 음향 메타물질과 이 물질에 대한 이론적 모델은 소리에 대한 투명 망토를 실현할 수 있을 뿐 아니라 의학과 산업 등 여러 분야에서 응용이 가능한 도구를 제공할 것"이라고 말했다.
