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물질은 아니지만 자기장을 거의 순간적으로 이동시킬 수 있는 ‘웜홀’을 만들어냈다고 스페인의 물리학자들이 밝혔다.
미국 과학전문매체 사이언스데일리에 따르면, 스페인 바르셀로나 자치대(UAB) 연구진이 실험실에서 자기장이 통과할 수 있는 인공 웜홀을 만들어 실험에 성공했다.
웜홀이라고 하면 ‘스타트렉’이나 ‘인터스텔라’와 같은 공상과학(SF) 영화에서 우주선을 수억 광년이나 떨어진 먼 곳으로 순식간에 이동시키는 것을 우선 떠오른다. 하지만 이번에 연구진이 입증한 것은 이런 물질이 아닌 ‘자기장’이다.
웜홀은 시공간의 떨어진 두 점을 연결하는 가상의 통로다. 지금까지 전자파에 관한 웜홀 즉 입체 공간의 두 점을 연결하는 투명한 터널에 전자파를 전파시키기 위한 이론적 설계는 제시돼 있었지만 실현되지 않았다.
따라서 이번에 연구진은 이런 이론적 설계로부터 영감을 얻어 자기장에만 적용되는 웜홀을 만들었다.
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웜홀 제작에 쓰인 소재는 자성을 갖는 메타 물질이다. 이는 자연계에 존재하지 않는 것으로 단위 소자가 전자파의 파장보다 작은 간격으로 배치되도록 만든 인공 물질이다.
이런 소재로 만든 웜홀은 총 3층으로 이뤄져 있다. 바깥과 중간에는 구형 금속 껍질이 들어가며 안쪽에는 원형 금속 막대로 구성된다.
연구진은 웜홀 한쪽에 자성체를 가까이 뒀을 때 반대쪽에서 자기장이 발생하는 것을 확인했다. 예전에는 자기장이 전혀 감지되지 않았기에 놀라운 결과였다.
하지만 발견은 여기에 그치지 않았다. 자연계에 존재하지 않는 ‘자기 홀극’(N극과 S극이 공존하는 일반적 자기와 달리 N극 또는 S극만 지닌 자기 입자)과 같은 역할을 하는 것을 확인했다.
이 발견은 중간에 장애물이 있어도 다른 극에서 나오는 자기장이 전혀 영향을 받지 않는다는 것.
이런 아이디어에서 착안해 자기공명영상장치(MRI)의 해상도를 높이는 등 자기장이 관계하는 의료기술에 응용할 수 있을 것으로 연구진은 기대하고 있다.
한편 이번 연구성과는 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포츠’(Scientific Reports) 최신호(8월 20일자)에 게재됐다.
사진=사이언티픽 리포츠
윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
