시간역행 거울 개발됐다

카이스트 연구팀, 빛 거꾸로 반사시켜 시간 역행하는 것처럼 보이는 거울 개발

▲시간 역행 거울의 개념도.[사진제공=카이스트]

[아시아경제 정종오 기자] 시간역행 거울이 개발돼 눈길을 끌고 있다. 녹화된 비디오를 되감기하듯 빛의 진행을 되돌릴 수 있는 개념이다.

카이스트(KAIST, 총장 강성모) 물리학과 박용근 교수 연구팀이 빛을 거꾸로 반사시켜 시간이 역행하는 것처럼 보이는 시간 역행 거울을 개발했다. 빛의 시간 역행성은 마치 쏟은 물을 주워 담는 것과 같이 흩뿌려진 빛을 다시 집약시켜 산란 전의 영상을 복구하는 것과 같은 원리이다.

빛의 시간 역행 실현을 위해선 특별한 거울이 필요했다. 이론상으로만 제안됐던 시간 역행 거울(위상 공액 거울)은 빛이 거울에 부딪혔을 때 부딪쳐 온 방향으로 빛이 반사돼 원래 상태로 돌아가는 특성을 갖는다. 많은 학자들이 비선형 레이저 광학 지식을 이용해 시간 역행 거울을 구현하려 노력했다. 이 특수한 현상의 실현을 위해서는 일반 거울과 다르게 추가적 입사 레이저광이 필요하고 주변 환경에 극도로 민감하다는 한계가 있었다.

연구팀은 문제 해결을 위해 기존 복잡한 시도와 반대로 일반 거울에서의 반사를 재해석해 활용했다. 연구팀은 파면제어기라 불리는 수많은 미세 거울로 이뤄진 장치를 활용했다. 파면제어기는 입사하는 빛의 모양에 맞춰 거울의 표면을 변경시켜 평행 상태로 만드는 원리이다. 이를 통해 복잡한 물리현상의 도입 없이도 빛의 시간 역행 거울을 구현하는데 성공했다.

연구팀은 구현된 시간 역행 거울을 활용해 모의 생체조직 샘플, 생 닭가슴살 등에 의해 심하게 산란된 빛을 집약시켜 산란 전의 모양으로 재현했다. 연구팀에 의해 구현된 시간 역행 거울은 그 구현방법이 쉽고 주변 환경의 영향을 받지 않아 빠른 시일 내에 실제 응용에 접목할 수 있을 것으로 예상된다.

논문의 1저자인 이겨레 박사과정생은 "이 기술을 활용하면 기존 생체조직에서 심한 산란으로 인해 불가능했던 생체조직 내부의 빛 집약이 가능하다" 며 "무절개 암 수술 등 미래기술의 기반기술이 될 수 있다"고 말했다. 박 교수는 "이번 기술은 빛뿐 아니라 소리, 전자파, 라디오 등 일반적인 파동에서 성립하는 개념"이라며 "앞으로 레이저와 광통신 기술을 포함한 물리학, 광학, 의학 등 다양한 분야에 응용될 것으로 기대된다"고 말했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr