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소음을 줄이려면 방음벽을 두껍게 만들지 말고 구멍을 뚫어라?
스페인 발렌시아폴리테크닉대 프란시스코 메세규어 교수팀은 딱딱한 판에 일정하게 구멍을 뚫으면 특정한 파장에서 전달되는 소리의 양이 줄어 결과적으로 소음을 줄일 수 있다는 연구내용을 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 8월 22일자에 발표했다.

연구팀은 물탱크 안에 수 mm 두께의 금속판을 넣은 뒤 변환기에서 초음파를 쏴 금속판을 투과시켰다. 그리고 반대편에 설치한 변환기에서 금속판을 투과한 초음파를 측정했다. 초음파 파장은 4.5~8.8mm로 다양하게 실험했다. 그 결과 구멍을 뚫지 않은 금속판의 경우 단위 면적당 금속판의 질량이 2배 증가하면 통과하는 음파 세기가 5dB만큼 줄어든다는 일반적인 ‘질량법칙’을 따랐다.

반면 금속판에 구멍을 뚫으면 특정 파장에서 음파가 투과하는 양이 급격히 줄었다. 예를 들어 파장이 7mm인 초음파는 구멍을 뚫지 않은 금속판에 비해 구멍을 뚫은 금속판에서 10dB이 더 줄었다. 특히 구멍 사이 간격과 음파의 파장이 같을 때 초음파의 투과율이 가장 낮았다.

메세규어 교수는 “구멍이 음파의 소리에너지 일부가 금속판을 투과하는 현상을 막기 때문”이라며 “이런 성질을 이용해 소음을 차단하는 ‘음향 망토’나 음향 메타물질을 제작할 수 있을 것”이라고 기대했다.