고온초전도체 발견 10년

올해로 고온 초전도체가 발견된지 10년이 됐다. 이를 기념하기 위해 지난 3월 미국 휴스턴에서는 축제를 방출하는 초전도 학술회의가 개최됐다. 고온 초전도체를 발견함으로써 1987년 노벨상을 받은 뮐러, 초전도현상이 왜 일어나는지를 밝힌 BCS 이론을 만들어 1972년 노벨상을 받은 슈리퍼 등 세계적인 초전도 연구학자들이 모였다. 슈리퍼는 지난 6월초 아태이론물리센터 개소식에 참여하기 위해 한국을 방문, 대중강연을 가진 바 있다. 이 회의를 주관한 사람은 액체질소의 기화온도(77K)이상에서 처음으로 고온 초전도체를 발견한 대만계 미국물리학자 P. 추였다. 이 회의에서 단연 관심이 집중된 것은 고온 초전도현상이 왜 일어나고, 그 성질은 무엇이며, 어떤 응용이 가능한지였다. 왜 세상사람들은 고온 초전도체에 깊은 관심을 기울이며 세계적으로 막대한 인력과 연구비를 투자하고 있을까. 그 이유는 고온 초전도체의 응용분야가 무궁무진해 잘 활용만 한다면 새로운 산업혁명을 일으킬 수 있기 때문일 것이다. 초전도체는 1911년 처음 발견됐다. 네덜란드의 물리학자 온네스(Onnes)는 기체헬륨을 압축해 절대온도 4도 (4K, -2 69℃)의 액체헬륨을 만들어내는데 성공했다. 그는 액체헬륨을 이용해 수은을 절대온도 0도에 가깝게 냉각시킬 수 있었는데, 수은의 전기저항이 액체헬륨의 기화온도인 4.2K 근처에서 급격히 사리지는 것을 발견했다. 이것이 바로 전기저항이 전혀 없는 초전도현상이다. 초전도현상의 또 다른 특징은 1933년 독일사람 마이스너와 오센펠트에 의해 발견됐다. 그들은 초전도현상이 단순히 저항만 없어지는 것이 아니라 초전도체 내부의 자기장을 밖으로 내보내는 현상임을 알아냈다. 이와 같은 자기 반발 효과를 ‘마이스너(Meissnner)효과’라고 부른다. 초전도체 위에 자석을 두면 자석에서 발생되는 자기장이 초전도체 내부에 침투하게 된다. 그러나 초전도체는 보통물질과 달리 …
초전도체 위에 자석을 두면 자석에서 발생되…