LK99 초전도체는 마이스너효과가 없을수도있음

(1)어린이과학동아어린이수학동아
(2)매거진 인포그래픽 과학동아Q 전공과 진로 입시정보관
(3)연구실 탐방 교과맵 교과과정 과학탐구실험
(4)벽에 부딪친 초전도 연구에 돌파구 제시한고려대 최동식 교수
(5)초전도연구 돌파를 제시한 고려대 최동식 교수
(6)”초전도 현상을 해석하는 기존BCS 이론이 잘못됐다는 것부터 지적하고 싶습니다”
(7)1980년대 말 세계 과학계는 초전도 열풍으로 몸살을앓았다. 컴퓨터 혁명에 이어 20세기 대미를 장식하는과학혁명으로 ‘초전도’를 추천하는데 과학자들 대부분은 주저하지 않았다. 그도 그럴 것이 초전도체 개발은 인류의 당면 과제인 에너지문제를 일거에 해결해줄 수 있기 때문이다.
(8)초전도란 저항이 없이 전류가 흐르는 현상이다. 대부분의 물질은 온도를 절대온도 0도(-2백73℃)에 가깝게 내리면 초전도 현상이 일어난다. 문제는 아주 낮은온도가 아니라 어느 정도 고온에서도 초전도현상을일으키는 물질을 개발하는 일.
(9)1911년 네덜란드의 온네스가 수은에서 초전도현상(절대온도 4도)을 발견 했지만 그로부터 75년 동안임계온도(초전도를 일으키는 온도)의 상승은 19K에머물렀다.
(10)이런 상황에서 획기적 전기를 마련한 것이 1986년IBM 취리히 연구소의 베드노르츠와 뮐러. 30K 근처에서 초전도현상을 일으키는 란탄-바륨-구리 산화물을 만들어냈다. 이후부터 3-4년 간은 열풍이란 말이적절할 정도로 급속도로 임계온도가 높아져 갔다. 86년 말에는 40K, 87년 초에는 미국 휴스턴 대학의 추박사에 의해 90K의 이티륨 계열 산화물이 발견됐다고 보도됐다.
(11)BCS 이론의 한계
(12)88년 1월에는 일본에서 1백K를 상회하는 초전도체가 발표됐으며 거의 같은 시기에 열린 세계 초전도 학술대회에서는 1백25K에서 초전도현상을 나타내는티타늄계 산화물이 등장했다.
(13)국내의 대학과 연구기관에서도 1백K 내외에서 전기
(14)저항이 없어지는 초천도체를 발견했다는 보도가 잇따랐다.
(15)그런데 90년대 들어 이러한 열풍은 갑자기 식기 시작
(16)했다. 왜일까.
(17)고려대학교 화학과 최동식 교수는 초전도현상에 대한
(18)올바른 이해가 선행되지 못했기 때문이라고 주장한
(19)다벽에 부딪쳐 있는 초전도 연구에 새바람을 일으킬.
(20)차초전도체 연구를 주도하고 있는 최동식 교수세대
(21)를만나보았다.
(22)-9월말에 새로운 초전도 연구에 대한 저술을 탈고하
(23)신다는 말을듣왔습니다. 기존의 초전도 연구와 최고
(24)교수께서 연구새로운 초전도 연구는 어떤 차이점
(25)있습니까.이
(26)”차이점기보다는초전도 연구가 벽에 부딪친 이존의
(27)유부터 설명하지요잘 알려진 바와 같이 초전도현.
(28)상을 설명해주는 기본 이론BCS이론입니다. 그중은
(29)에서도전자페어이론이 초전도연구자들을 지배해 왔는쌍을가루어야초일으킨다전도현상을
(30)는쿠퍼의
(31)데 이잘못됐다는 점을 우선 지적하고 싶습니것이
(32)-쿠이 이론으로 72년에 노벨상까지 타지 않았습퍼는
(33)”그렇하지만 전자가 쌍을 이루면 자화율이 0이지요
(34)되어야하는초전데현도으상황에서는키는
(35)안됩니다. 또 전자는 실제 공간에서 쌍이자화율이0
(36)을 이루있지 않고운동량 공다.간에서만운동량
(37)값과에너지값같을 뿐요.”
(38)BCS이론등장한 50년대 이미 이 이론보다 초전도이
(39)현상을보폭넓게설이론명하는옛소련과 동구이
(40)에서 등장했는데B,CS1972가맥을노벨상년수상 하을
(41)면서다른론들은못말았다고이야기다.는
(42)당시냉분전의학문의 방향을 왜곡위기가가시켰을
(43)능성이 많다는 것최교설명이다.수의
(44)-최교수의 새로운 초전도 이론의 특징은 무엇입니까.
(45)”초전도일어나려면 엔트로피가 낮아야 합니현상이
(46)그.런전데온도낮를추엔트로피가 잘 줄어도
(47)지 않습니방법.위치은운동량, 운동양식을와획일
(48)적으로 제한해하야제데일상적것은 군대 분인
(49)열하는것처럼 획일적 운동을 시켜야인합니다. 다시진자리 동만 시켜
(50)말좁해서공은가간에제두어놓고바이
(51)야 한다는 뜻이런 개이지요.념’집단진로
(52)동'(colle ct단진동 개념란osciive저는 처음에 집llation)입니다.
(53)제가 처음에 정요즘 책을 다시 찾아줄 알았는데립한
(54)폴란갈드의이라스비치가
(55)미 사용했더군요.”
(56)최교19수는70현년에재과비슷한 결론을 유도
(57)하고었폴란드던갈의라스비치와그의 스승었던
(58)옛소련의 보골리우프를 찾고 있다고 한다.
(59)-그렇다면 최교수의 이론은 재발견에 불과한 것입니
(60)”그렇지 않집단진동.것이 아니라 그 다 더이하고 있던 전자 외부는이동을 하 되게습니모든 것에서중요하지요 집단진동을.전에서 유입되면 한자가칸씩입자로서가는아입니 즉 전자다.끝나는이
(61)음욱
(62)이 때는데다 는 것니고 파동
(63)으로서 터널 링때, 위치가 제 한갖는 것격을온도가 낮
(64)때됐을요질량이 아주 적을 때 파동,은 전 자 움직임의
(65)의 성B.
(66)을 입자로 보았저지만파는동으보고 있다는 것이로
(67)큰 차일이입니다.양자역학적 관점이라고 할까종의
(68)여기에 덧붙여이론은 초전도에서 전자의교수의
(69)흐름기체적 흐름이 아니라 액체적 흐름으로 파악을상다.로 면 다 액체는 점성가이 크기 때문에 초전 가 일 어 때는 기체적날갖기 쉬운데 오히 동일려 한 조건 (같 은 압 력도 , 같 은 밀 도)에 서는다. 요약하면 전자의 흐름 액을
(70)하고 있식기
(71)관점을같, 온은
(72)액가점작다이체적 인성주장한고파동현
(73)상으로
(74)파악할 때 저항이 0이 된다는 설명.
(75)최교수는양자도연구에 참 여것이라 부언고액계역학이나누구한다면명했 다스에서 개최된 심 포지움모여 초전도체서속다. 국통전공자체론같은 결라도실제. 로 198이론에서들 을 액들초전이
(76)도달했을로스알년 라모
(77)9
(78)물대가들이리학의
(79)불렀한고체고
(80)조순탁내에서도박사 등액체론을 지지하고
(81)-결국 이론오류인결과로 오늘 날 초전도체 연구의
(82)가 벽에 부딪쳤다는 말씀인데요.
(83)”맞습니다. 그런데 약간있는 것 같군요.해가BC S이론은 고온에서의 초전도현상 을 설명하고 있지못 하다는 것 초전도연구을자 들 은 잘 알 고 있 습 니다.따라상관없이 고온초전도CS와는체 연구하는를자 들 이그니다. 런 데 여온 초전도체개발이 쏟 아지니까 미국과 일준거나의 틀을마련해 이를 만 족 것만을 선별하고 있하는다 문는데제가 있습니다. 이 것 이른바 제 글에 서 설명한 준거장벽입니 예를다. 들어 준거틀 마에는 이 스 너 효과( 초전도체에 자계를 가했을 때 반 자 성 을 나 는 현 상)가 반드시 나타 초전도체라는 항목이 들나야는데 저는 그것 초전도체이연 구오의
(84)B서
(85)많습저 기하에서고서
(86)본
(87)타내
(88)있어가
(89)가로막고 있다고를
(90)다.”생각합니
(91)필요한 것만 취하면 된다
(92)기자와 세번째 만 났이론을 설명했다. 그의때 비로소 그을말쉬는예를 들어
(93)자신의진
(94)임계 온도도 임계
(95)흐를 수 있고 임계자장도 커야 되겠지요.그러나 현실은 그렇지 못합 니 결국 필요에 따라 높다.일 수 있는 부분만 높여 사용하 된다는 뜻이지요.면전류 송를전전하는 초선에 전 도 사용하려체를면 임계높고 임계온도가 높가으 되지면 임 계 자 장까지높을 필요는 없다는 것 이 슈지요. 퍼 컴퓨 초전도에체를 사용한다고 했을 때 아주 미는전한 류 흐르만면 되므로 임계전 전혀 신경을 쓰지 않아도 된류에는다 는 뜻 이지 요 .”전류도 많
(96)류
(97)터
(98)약
(99)결국 용도에맞는 초전도체를 개발한다면 초전도체
(100)개발은 급신장할 수 있다는 것이 그의 지론이다 .
(101)최교재자수는 신의 이 론에 부합 는찾개를 아 특 허 를 준비 중 이중다.이른견했지만 준거틀에 맞바들이 상당수된다.전 십도체에 는 다른 사람않아 버려진 것
(102)발
(103)”새로 초전도이론에 비추운기존에 무시됐던초전도체가 새생명 얻을 것 이제까입니다.지의 초전도체 개발이 연금 술 우연히 값진 보석사가을 만드 것과 유는 사 했 다 앞으로는 어떤 물면질떻게 처리 때 어떤했을 현상 이 일으로 완 가깝게 증명될벽에수 있 겁니다. 재현성이을없다고 무시당한 이유도 설명 해 수 있구요. 즉 필줄요에 따라 진단과 처방 이 확실해진 셈이지요.”어보
(104)많게될
(105)어을실험적어나는지가
(106)-국내의다른 학자들과 최교수의 이론을 토론해보신
(107)은없습니까.적
(108)이야기들과요. 그런 가운데 아직 우리는 학문 간는 것을 느꼈습니다. 자신이 익숙한 방법이 아니면 쉽게 받아들이려고 하지 않는다는 것 이 그렇지만지요.도와 주시는 분도 많이극적으로생새로겼습니다.도빛을 보려면 물리 화학 금속 전자론이재료 화 공 등 다 양 한 사람야의 이 모 조여 직 적해야 하는데 각 분를저야에서 견 에분들이 많아지고 있습니다. 현재 새 개념초신연구회를 조직 중 인 여기에는 학계에서데20명,5명 등이 참여할 예정입니다.”체관련된 모든 학자전도와해보았지를심하다이
(109)장벽
(110)운
(111)분연인해를전도
(112)구동조
(113)오
(114)연구
(115)소 5명, 산업
(116)-적극연구를 같이 하고 있는 분들을 소개해주적으로
(117)”박성호 고대전자과 교수, 이홍희 서울 화공과 교대수, 권동용 변리사(화학박사), KIST의 고 체 화학연구실의 변종홍 박 유체사와 전 세 라믹스연구실 김윤호의박사, 표준연구 초전도실의원허 박사, 동양화학남회연구소의 홍양기 부소장 등 이 있 이외에도 많은 교고수 연구 관원들이 심 갖을 고 지켜보고 있습니다. 그중에서 기 이론에 물존않지 은 소장 물 리 학 한림자들,대의 원혜 서영, 울대의임남대의 서형,
(118)노태원,충국
(119)강대유재준 교수 등에 거는 기대는 매우 큽니학의
(120)-이번 초전도체연결실맺우리과나라
(121)학기술 발전에 크게 이바지할 것이라고 강조하셨는데
(122)”과학기술 발전뿐 이겠습 경니까. 제 적으 로 크 게 성공할 것입니다. 초전도 체 의 응용은 에너지 분야를 비롯통 컴퓨터 의료 교신통 등 안쓰 곳이는 이 거 의 없습니다 이러한 연구에서 우리가.앞장서 나 수 있 다고각해보십 그런 의미에시요.정부의 적극적인 지서원이 절실하다고 할 수 있겠지요.”
(123)갈
(124)생
(125)-이이론으로 노벨상 같은 것은 생각해보시지 않았습
(126)”글 이미쎄요. 네번전도나왔는데 그 게 모 두 물리쪽 이학쪽에서 나올 수도 있겠지요.”씩나분 야 에서한번쯤은 화든요.노벨
(127)거
(128)-세계적 학회지나 권위지에 이 이론을 발표하실 생각은 없습니까.인
(129)”과학동아에 나온 다음그해게 야겠지요 저는.동말 을 많 하고 다이 닙니다. 그런 사람 처음부터 외국의 권위지부터 찾을 수이있겠 까.”
(130)하는 사람양과학을
(131)처음 최교수가 초전 연도 구 를은 학생들게 물리화학특론을 강의 하면 서부터. 동양과 학 특의성을 강조 하면 자연현상을 이서위해 전자 속하기에 들어가보자는 말 씨가이 되다고 한다.시작것
(132)오늘에 이르게 되었
(133)글 : 김 기자두희사진: 이종승 기자과학동아 1993년 09호
(134)디라이브러리를무료
(135)신청하기한다고?!용로
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