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빛을 동력으로 활용하는 우주선을 개발하면 연료 걱정 없이 우주를 항해할 수 있다. 공상 과학에나 나올 법한 이런 우주선을 개발하는 것이 가능할까.



미국 라체스터공대의 그로버 스와츨랜더 교수팀은 머리카락 굵기의 원통형 플라스틱 막대를 만들었다. 이 막대를 세로로 잘라 물속에 집어넣고 레이저로 쬐어주자 중력을 이기고 떠올랐다. 막대가 떠오른 원리는 비행기 날개에 양력이 작용하는 효과와 같다. 비행기 날개에서 공기의 움직임은 아랫면보다 윗면이 더 빠르다. 속도가 빠른 윗면은 기압이 낮고 상대적으로 속도가 느린 아랫면에서는 기압이 높아져 위로 떠오르는 양력이 생긴다.



마찬가지로 전자기파처럼 운동량이 있는 광자는 막대의 위아래에서 서로 다른 속도로 지나가면서 ‘빛의 양력’을 만들어냈다. 또 연구진은 원통 막대를 빛이 굴절해서 통과할 수 있는 재질로 만들어 입사각에 따라 막대 방향이 변하게 하는 데도 성공했다.



연구진은 “빛의 양력 현상은 작은 기계의 동력원으로 쓰거나 액체에 담긴 작은 물질을 옮길 때 활용할 수 있다”며 “우주선의 개발에도 활용할 수 있을 것”으로 내다봤다. 이 연구는 ‘네이처 포토닉스’ 12월 6일 온라인 판에 발표됐다.