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홈 스테레오 시스템이 없어도 음향을 풍성하게 즐길 수 있을까. 최근 소리를 원하는 곳으로 모으거나 널리 퍼뜨릴 수 있는 ‘3차원 음향 홀로그램’ 기술이 개발됐다. 미국 듀크대 연구팀은 새롭게 구성한 음향 메타물질로 하나의 지점에서 발생한 소리를 퍼뜨리거나 원하는 곳으로 모을 수 있는 방법을 고안했다.

메타물질은 자연에서 생길 수 없는 효과를 만들기 위해 인공적으로 만든 물질이다. 연구팀은 음향 메타물질과 3D 프린터를 이용해 내부에 감긴 코일의 밀도가 다른 12개의 플라스틱 레고블록을 만들었다. 음원에서 발생한 소리는 각각의 레고블록을 통과하면서 속도와 방향이 달라질 수 있다. 결국 블록 12개를 어떻게 조합해 벽을 쌓느냐에 따라 소리를 이동시킬 위치와 도달 시간을 조절할 수 있는 것이다.

연구팀은 소리를 원하는 위치로 보낼 수 있도록 컴퓨터로 레고블록 조합방법을 시뮬레이션했다. 이를 적용한 메타물질 레고벽을 만든 뒤, 녹음실처럼 울림이 없는 방에서 소리가 벽을 지나가게 했다. 실험 결과 레고벽에서 약 30cm 떨어진 지점에 알파벳 A의 형태로 음향의 위치가 이동된 것을 확인했다. 커머 교수는 “빛을 원하는 위치에 모으는 홀로그램 기술을 소리에 적용했다”며 “소리의 파동을 더 정확하게 분석하면 음향으로 가상현실 체험도 가능할 것”이라고 말했다. 이 연구 결과는 ‘사이언티픽 리포트’ 10월 14일자에 발표됐다.