왜곡된 결정의 유사 중력은 블랙홀처럼 빛을 휘게 할 수 있다

연구자들은 블랙홀처럼 빛의 궤적을 구부리기 위해 특수 수정을 사용했는데, 이는 '유사 중력'으로 알려진 현상입니다. 새로운 수정은 블랙홀처럼 빛을 휘게 만들어 빛이 평소의 직선 경로에서 멀어지게 만듭니다. 과학 학술지에 발표된 새로운 연구의 저자에 따르면 유사 중력이라고 불리는 이 현상은 6G 통신 기술에 사용될 수 있다고 합니다.

 

이 차세대 통신은 초고속으로 무선으로 정보를 전송할 것입니다. 결정은 빛이 블랙홀과 기타 초밀도 우주 물체를 통과할 때 일어나는 일을 모방하기 때문에 새로운 기술은 양자 역학과 알베르트 아인슈타인의 상대성 이론을 통합하는 이론인 양자 중력을 연구하는 데에도 사용될 수 있습니다.

 

상대성 이론에 따르면 빛과 기타 전자기파는 중력의 영향을 받을 수 있습니다. 이것을 중력 렌즈라고 하며, 천문학자들은 퀘이사와 같은 거대한 우주 물체를 연구하기 위해 항상 이를 사용합니다. 엄청난 양의 질량이 필요하기 때문에 실험실 환경에서 그러한 효과를 재현하는 것은 어렵지만, 과학자들은 결정질 재료를 사용하여 현상을 모방할 수 있다고 오랫동안 의심해 왔습니다.

 

이를 위해 일본 도호쿠대학교 공과대학원 키타무라 교코 교수와 동료들은 규칙적인 격자형 패턴으로 배열된 두 개 이상의 배열로 이루어진 결정인 광결정으로 시작했습니다. 빛이 통과할 때 속도를 늦출 수 있습니다. 팀은 이러한 결정을 점차적으로 왜곡하여 결정 격자를 파괴한 다음 결정을 통해 빛의 광선을 비추고 방향이 바뀌는 것을 관찰했습니다.

 

기타무라는 성명에서 "중력이 물체의 궤적을 구부리는 것처럼 우리는 특정 물질 내에서 빛을 구부릴 수 있는 수단을 생각해냈다"라고 말했습니다. 이러한 방식으로 빛을 조작하는 것은 테라헤르츠 범위 또는 100 기가헤르츠 이상의 정보를 전송해야 하는 차세대 통신 기술의 잠재적 경로 중 하나입니다. 5G 기술의 최대치는 71기가 헤르츠입니다. 연구원들은 빛을 창의적으로 조작하는 것이 이러한 주파수에 도달하는 한 가지 방법이라고 믿습니다.

 

새로운 물질은 연구에도 응용될 수 있습니다. 일본 오사카 대학의 부교수인 후지타 마사유키는 성명에서 "학술적으로 이번 연구 결과는 광결정이 중력 효과를 활용하여 중력 물리학 분야 내에서 새로운 길을 열 수 있다는 것을 보여준다"라고 말했습니다. 중력자는 중력을 매개하는 가상의 양자 입자입니다. 그러한 입자는 아직 관찰되지 않았으며, 과학자들은 이 입자가 이론적으로 어떻게 보일지 완전히 알아내지 못했습니다.