“하나, 둘, 셋…. 거울 속에 내가 몇 명이야?!”
병아리 인턴기자가 새로 산 리본을 매고 손거울을 들자 뒤의 큰 거울 속 뒷모습이 보였어요. 자세히 보니 거울 속 모습이 계속 이어지고 있었지요. 이 신기한 광경에 반해 ‘무한 거울’을 직접 만들어 봤어요. 거울 속에 수많은 모습이 나타나는 비밀도 함께 알아봐요!
만들어 보자! 거울 속 물체가 무한해 보이는 이유는?
우리가 거울에 비친 물체를 볼 수 있는 건 빛의 ‘반사’ 덕분이에요. 물체에 부딪힌 빛은 여러 방향으로 퍼져 나가요. 이 빛이 매끄러운 거울에 닿으면 반사돼 우리 눈으로 들어오지요. 우리 눈은 빛이 거울 뒤에서 온 것처럼 느껴 거울 속에 물체가 있다고 느껴요.
거울 두 개를 평행하게 마주 보게 놓고 그 사이에 서면 어떻게 될까요? 한쪽 거울에 비친 내 모습이 반대쪽 거울에 다시 비치고, 그 모습이 또 반대쪽 거울에 비쳐요. 빛이 두 거울 사이에서 여러 번 반사되면서 수많은 내가 줄지어 서 있는 것처럼 보이지요.
무한 거울도 같은 원리예요. 한쪽에는 일반 거울을, 다른 쪽에는 빛의 일부를 반사하고 일부를 통과시키는 ‘하프미러’를 놓아요. 두 거울 사이에는 LED를 설치해요. LED에서 나온 빛이 두 거울 사이를 오가며 여러 번 반사될 때마다 일부 빛이 하프미러를 통과해 우리 눈으로 들어와요. 반사가 반복될수록 상이 거울 안쪽으로 점점 멀어지는 것처럼 보여 LED 불빛이 끝없이 이어지는 듯한 모습이 나타난답니다.
알아 보자! 무한 거울처럼 빛 반사해 가스 감지!
거울 사이에서 빛을 여러 번 반사하면 아주 적은 양의 기체도 찾아낼 수 있어요. 2025년 10월 중국 화중과학기술대 등 공동 연구팀은 두 개의 금 거울로 미량의 기체를 민감하게 검출하는 장치를 개발했어요.
기체를 이루는 분자는 종류에 따라 특정한 파장의 적외선을 흡수해요. 적외선은 우리 눈에 보이는 가시광선보다 파장이 긴 빛이에요. 연구팀은 이런 성질과 거울에서 빛이 반사되는 원리를 함께 이용했어요.
연구팀은 투명한 판 두 장에 각각 10nm(나노미터)● 두께의 금 막을 입힌 뒤 평행하게 마주 보도록 놓았어요. 금 거울 사이에 기체를 넣고 적외선을 쏘면 빛이 거울 사이에서 계속 반사돼요. 그러면 빛이 오가며 생기는 파동이 맞아떨어져 특정 파장의 빛이 강해져요.
연구팀은 거울 사이 거리를 조절해 특정 기체가 잘 흡수하는 파장의 빛이 강해지게 했어요. 기체가 적외선을 흡수한 흔적이 더 뚜렷해져 적은 양의 기체도 찾아낼 수 있지요. 이 장치는 천연가스의 주성분인 기체 ‘메테인’을 최대 6배 더 민감하게 감지했어요. 연구팀은 “두 거울 사이의 거리를 바꿔 가며 장치 하나로 여러 종류의 기체를 검출할 수 있다”고 설명했어요.
무한 거울, 이렇게 만들자!
