미시간 대학교 연구진이 새로운 유형의 백열전구를 개발했습니다. 필라멘트 자체의 정밀 설계 덕분에 이 전구는 타원 편광(꼬인 빛)을 방출할 수 있으며, 기존 방식보다 100배 더 밝습니다. 이 새로운 디자인은 사람들의 기본 물리학에 대한 이해를 높이고 로봇 비전 시스템 및 기타 최첨단 기술 응용 분야의 길을 열어줄 것입니다.
연구진에 따르면, 꼬인 빛은 100년 된 에디슨 전구(필라멘트 전구)와 동일한 기술을 사용하여 만들어질 수 있습니다. 꼬인 빛은 공간에서 나선형 경로를 따라 전파됩니다. "chirality"라고 불리는 이 속성은 물체에서 방출되거나 반사되는 고유한 빛의 왜곡을 기반으로 물체를 구분할 수 있습니다. 꼬인 빛은 첨단 이미징 및 감지 기술에 중요하며, 자율주행차나 로봇이 주변 물체를 구분하는 데 도움을 줍니다.
전통적으로 휘어진 빛은 밝기가 낮아 구현하기 어려웠습니다. 이번에 연구진은 고전적인 개념인 흑체 복사를 다시 활용하여 이 문제를 해결했습니다.
물리학의 기본 법칙에 따르면 모든 물체는 절대 영도 이상의 온도에서 광자를 방출합니다. 그러나 일부 물체는 방출하는 광자와 같은 수의 광자를 흡수하는데, 이를 흑체 복사라고 합니다.
흑체 복사는 일반적으로 넓은 스펙트럼의 빛을 방출하며 사람의 눈에는 흰색으로 보입니다. 그러나 미세하거나 나노 스케일에서 방출체의 모양은 빛의 편광, 즉 진동 방향을 바꿀 수 있습니다. 연구진은 방출체가 방출되는 빛의 파장과 비슷한 크기로 꼬이면, 결과적으로 생성되는 흑체 복사가 키랄 복사가 되고 광자가 꼬이게 된다는 것을 발견했습니다.
연구진은 이처럼 밝고 꼬인 빛이 만들어진 것은 이번이 처음이라고 밝혔습니다. 꼬인 빛 기술을 이용하면 로봇과 자율주행차에 갯가재처럼 시각 기능을 갖춘 센서가 장착되어 다양한 종류의 꼬인 빛을 구분할 수 있을 것으로 예상합니다. 예를 들어, 다양한 물질에서 방출되는 독특한 빛의 꼬임은 장애물이나 생물을 식별하는 데 사용될 수 있습니다.
이렇게 꼬인 빛은 보다 정확한 의료 진단 및 재료 과학 이미지 등 다른 영상 기술을 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있으며, 통신 시스템 개선에도 큰 의미가 있습니다.
