지름 5cm 렌즈 뒤 왼쪽 눈, 감쪽같이 사라져

‘로체스터 투명망토’ 체험해보니

‘로체스터 망토’의 렌즈 사이로 기자의 얼굴을 집어넣었더니 왼쪽 눈 주변이 사라졌다. 눈이 보여야 할 자리에는 렌즈 뒤편에 붙어 있는 모눈종이가 나타났다. 조지프 최 연구원 제공

지름 5cm 렌즈 뒤로 얼굴을 들이밀자 왼쪽 눈 주변이 감쪽같이 사라졌다. 눈동자와 피부가 있어야 할 자리엔 얼굴 뒤쪽 벽에 붙여 놓은 모눈종이가 나타났다. 마치 그 부위에 ‘투명망토’라도 씌워 놓은 것처럼 말이다.

19일 저녁 ‘테크플러스 2014’ 참석차 방한한 한국계 미국인 조지프 최(최성훈) 로체스터대 광학연구소 박사과정 연구원은 건국대 새천년관 대공연장에서 자신이 개발한 투명망토 기술인 ‘로체스터 망토(Rochester Cloak)’를 공개했다.

핵심은 지름 5cm의 평범한 볼록렌즈 4개를 특정한 간격을 두고 일렬로 배열하는 것. 맨 앞의 렌즈부터 마지막 렌즈까지의 거리는 90cm다. 맨 뒤에 있는 볼록렌즈가 뒤쪽 배경이 되는 모눈종이의 시각정보를 앞으로 전달한다.

최 연구원은 “맨 뒤의 볼록렌즈와 바로 앞 볼록렌즈 사이의 중심부에 모눈종이의 상이 맺히도록 렌즈 4개의 배율과 간격을 조정하는 게 핵심”이라며 “상이 맺히는 지점을 제외한 나머지 위치에는 어떤 물체를 갖다 놔도 투명한 것처럼 보인다”고 설명했다. 하지만 이런 원리 때문에 로체스터 망토도 상이 맺히는 지점에 물체를 놓으면 투명망토 효과가 바로 사라진다.

그간 투명망토 연구는 자연계에는 없는 ‘음의 굴절률’을 가진 메타물질을 이용한 연구가 주를 이뤘다. 하지만 메타물질로 가시광선 영역에서 투명망토 효과를 내려면 10nm(나노미터) 크기의 극도로 작은 나노 구조물로 된 메타물질을 만들어야 하는 기술적인 어려움이 있었다. 이 때문에 아직까지 메타물질을 활용한 진정한 투명망토는 나오지 않았다.

최 연구원은 “로체스터 망토는 메타물질을 대신하기 위한 여러 시도 중 하나”라면서 “환자의 수술 부위를 가리는 의사의 손이나 수술 도구를 안 보이게 만드는 등 다양한 분야에 응용할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

로체스터 망토는 광학 분야 학술지 ‘옵틱스 익스프레스’ 18일자에 실렸다.

이우상 동아사이언스 기자 idol@donga.com