사실 공기 중 음파는 아무리 세기가 강해도 194dB의 물리적 장벽을 돌파할 수 없다. 큰 에너지를 지닌 음파가 전파되기에는 공기의 밀도가 너무 낮기 때문이다. 밀도가 공기보다 높은 물속에서는 훨씬 강한 음파가 전달된다. 이론적으로 물속에서는 270dB의 음파도 전달될 수 있지만, 사실 이제까지 아무도 성공한 적은 없었다. 이 한계에 도달하기 위해 연구팀은 특수한 환경을 만들었다.
우선 연구팀은 물에 강한 압력을 가해 폭이 14–30 마이크로미터에 불과한 고속 마이크로 제트 형태로 분사했다. 강한 압력으로 물 분자를 움직이지 못하게 한 다음 X선 레이저로 강한 충격을 주기 위해서다. 마이크로 제트에 강력한 X선 레이저를 쏘면 갑작스러운 증발과 함께 충격파가 형성되면서 큰 소음이 발생한다.(사진) 비록 매우 작은 미시 세계에서 순간적으로 발생하는 일이지만, 이제까지 없었던 강력한 음파를 만든 것이다.
물론 이 연구는 역대 가장 큰 소음을 만들기 위한 것이 아니라 강력한 충격파가 발생하는 과정을 연구하는 것이 목적이다. 이 과정을 잘 이해하면 매우 강력한 충격파를 만들 수 있으며 이는 신물질 개발 등에 유용하게 사용될 수 있다. 270dB은 결코 인간이 들을 수 없는 수준의 소음이지만, 예상치 않았던 이득을 가져다 줄지도 모른다.
고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
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