초전도체란?

1. 초전도체

지구 상에 존재하는 모든 금속은 저항을 갖습니다. 그리고 모든 금속은 온도가 낮아지면 저항도 작아지기 마련입니다.

하지만, 거의 모든 금속은 온도를 아무리 낮춰도 저항이 0이 되지는 않습니다.

초전도체는 이러한 금속의 한계를 극복하고 특정 온도("전이온도")에서 저항이 갑자기 0으로 떨어지는 성질을 갖는 금속을 말합니다. 초전도체의 경우, 전이온도 이하에서는 저항이 계속 0으로 유지됩니다.

초전도현상에 대한 이론은 이미 50년대에 완성되었고, 노벨물리학상을 수상한 BCS이론에 포함됩니다.

BCS이론에 따르면 초전도현상에 일어나는 전이온도는 25K (섭씨 -248도)을 넘지 못합니다.

하지만 1986년 전이온도가 35K인 물질이 발견되었고 이를 고온 초전도체라고 명명했습니다. 이 발견은 또 한 번 노벨물리학상의 대상이 되었습니다.

이후 새로운 물질에 대한 연구가 진행되어 전이온도는 133K(섭씨 -140도)까지 높아졌습니다. 그러나, 상온(섭씨 20도)에 비하면 여전히 낮은 온도이고. 고온 초전도현상에 대해서는 아직 이론이 정립되지 않았습니다.

이번에 이슈가 된 초전도체는 상온/상압에서 초전도현상을 보인다고 발표하였습니다. 상온도 놀랍지만, 더 중요한 부분은 상압(지구 표면의 대기압=1기압)에서 초전도현상이 일어난다는 점입니다.

최근 초고압(대략 200만 기압)에서 상온 초전도 현상이 일어난 것을 보고한 경우는 존재하기 때문인데요. 만약, 초전도체를 상용화되려면 상온 뿐 아니라 상압도 굉장히 중요한 조건입니다. .

이번 발표에서 상온 상압 초전도체 특성을 띄는 물질은 LK-99라는 이름으로 명명되었고, 현재 전세계 많은 연구 그룹에서 해당 논문을 따라 샘플을 만들고 논문의 주장을 판별하고 있습니다.

현재까지 결론이 나오지 않은 그룹이 훨씬 많으며, 몇몇 그룹이 중간 결과를 발표했지만 아직 결론을 내리기에 부족한 상황입니다.

만약 상온상압 초전도체가 손쉽게 얻어진다면 전력 수송이나 전기회로에서 저항이 0인 조건을 구현할 수 있기 때문에, 우리가 일상에서 사용하는 송전전력 손실을 줄일 뿐 아니라, 반도체, 첨단 기기 분야에 엄청난 혁신이 기대됩니다.