저항이 사라진다 전기 전자 산업 패러다임 바꿀 초전도체

국내 연구진이 상온과 상압 환경에서 저항이 사라지는 초전도 물질, 초전도체를 개발했다고 발표하면서 세계 과학계가 논란에 휩싸였습니다.

국내 민간연구회사인 퀀텀에너지연구소 이석배 대표와 한양대 오근호 명예교수가 지난달 22일 논문 사전공개

사이트인 ‘아카이브’에 올린 논문이 논란의 시작입니다.

해외 주요 외신은 물론이고 소셜미디어(SNS)를 통해 일반인들도 이번 연구의 실체를 두고 갑론을박을 펼치고 있습니다.

초전도체 연구가 이렇게 관심을 받은 적이 있었을까 싶습니다.

초전도체 연구의 시작은 100여년 전인 1911년으로 거슬러 올라갑니다.

네덜란드의 물리학자인 헤이커 카메를링 오너스는 여러 금속의 저항을 측정하던 중 약 영하 279도에서

수은의 전기저항이 비정상적으로 낮아지는 현상을 발견했습니다. 초전도 현상이 처음으로 발견된 순간입니다.

이후 납과 니오븀 합금, 주석에서도 초전도 현상이 나타나며 그는 노벨 물리학상을 받습니다.

이후 많은 물리학자들이 초전도체 연구에 나섰습니다. 그 결과 초전도 현상이 일어나는 온도는 점차 높아졌습니다.

실제로 우리 생활에서 초전도체가 사용될 정도로 기술은 발전을 거듭했습니다.

그런데도 여전히 상온 초전도체는 찾지 못하고 있습니다. 일부 연구자들이 상온 초전도체를 만들었다는 연구

결과를 발표하기도 했으나 아주 높은 압력이 필요한 수준입니다. 또 일부는 검증되지 못했거나 데이터 조작으로 판별되며 실망감을 안겼습니다.

만약 상온 초전도체 개발에 성공한다면 전기 산업에 혁명을 가져올 것이라고 합니다.

초전도체가 무엇이길래 물리학자들은 큰 기대를 갖고 있는 것일까요.

이현정 한국핵융합에너지연구원 핵융합공학연구지원전담팀 팀장과 함께 알아봤습니다.

초전도는 특정한 온도에서 저항이 급격하게 낮아지는 현상으로, 이 때 전류를 무한대를 흘려보낼 수 있게 됩니다.

이런 현상을 나타내는 물질을 초전도체라고 부릅니다. 물리학자들의 주된 관심사는 더 높은 온도에서 초전도 현상이 나타나는 초전도체를 찾는 것입니다.

새로운 초전도체를 쉽게 찾으려면 초전도 현상이 일어나는 과학적인 원리를 이용하면 됩니다.

그러나 아직까지 왜 초전도 현상이 일어나는지 이유를 설명할 수 있는 완벽한 이론은 없습니다.

초전도체는 ‘이론보다 실험이 앞서가는 분야’라는 평가를 받고 있습니다.

초전도체가 발견된 초기에는 ‘BCS 이론’으로 초전도 현상을 완벽히 설명할 수 있었습니다.

미국의 물리학자 존 바딘, 레온 쿠퍼, 존 슈리퍼 등 3명이 1957년 제안한 이론입니다.

세 사람은 자신의 이름에서 성을 딴 ‘BCS이론’을 발표한 공로로 1972년 노벨 물리학상을 받았습니다.

BCS 이론에 따르면 아주 낮은 온도에서 2개의 전자가 한 쌍을 이뤄 안정한 상태가 됩니다.