d라이브러리

와! 춥지 않은 곳에서도 초전도를 띠는 물질이 드디어 등장했어요! 이제 저희 공중부양 연구실 안에서도 반팔 반바지를 입을 수 있는 건가요?

지난 10월, 미국 로체스터대학교 랜거 다이어스 교수팀이 상온에서 작동하는 초전도체를 만들었다고 발표했어요! 이를 두고 과학자들은 놀라운 발견이라며 감탄했죠. 왜 그럴까요?

먼저, 초전도체가 무엇인지 알아볼까요? 전기의 흐름을 ‘전류’라고 불러요. 그리고 전기가 흐르지 않도록 방해하는 성질을 ‘저항’이라고 하죠. 따라서 전기가 잘 흐르려면 저항이 낮아야 해요. 대표적으로 ‘은’은 저항이 낮은 물질로 꼽힌답니다. 

그런데 은보다 훨씬 저항이 낮은 물질이 있어요. 전기 저항이 아예 없는 ‘초전도체’죠. 하지만 초전도체를 일상에서 보긴 매우 힘들 거예요. 영하 수십~수백℃의 아주 낮은 온도에서만 초전도 상태를 띠거든요. 

랜거 다이어스 교수팀은 탄소와 황, 수소를 섞은 화합물로 초전도체를 만들었어요. 탄소에 황 가루를 섞은 뒤, 수소 기체 안에서 대기압의 4만 배에 달하는 강한 압력을 가하며 레이저를 쪼였죠. 그러자 세 물질이 합성되어 초전도체가 만들어진 거예요. 이후 다양한 세기의 압력과 온도 조건에서 초전도체의 저항값을 측정한 결과, 절대온도 288K(영상 15℃ 정도)의 상온에서 갑자기 전기 저항이 사라졌답니다. 

하지만 연구팀이 만든 초전도체는 사실 아직 실생활에서 사용하기엔 적합하지 않아요. 15℃에서 작동하는 대신, 대기압의 260만 배에 달하는 강한 압력을 가해 줘야 하거든요. 성균관대학교 박두선 교수는 “초전도체를 이루는 화합물의 구성과 비율을 조절하면 초전도체 제작에 필요한 압력을 낮출 수 있을 것”이라고 얘기했어요. 

▲ J. Adam Fenster / University of Rochester

_인터뷰

박두선(성균관대학교 물리학과 양자물질초전도연구실 교수)

“목표는 2035년! 한번 해 보는 거죠!”

 Q 이번 상온 초전도체 연구는 어떤 의미를 가지나요?

초전도체 현상이 처음 발견된 지 100년이 넘었지만, 영하의 온도에서만 초전도 현상을 보였어요. 그래서 상온에서 작동하는 초전도체가 등장했다는 소식은 반가울 수밖에 없죠. 하지만 높은 압력은 여전히 풀어야 할 숙제로 남아 있답니다. 그 숙제를 풀기 위해 저도 열심히 연구하고 있고요. 

 Q 어떤 연구를 진행 중이신가요?

다양한 초전도체를 만들어 보고 있어요. 그와 동시에 초전도체 내부에서 어떤 일이 벌어지는지 알아보고 있답니다. 초전도 현상의 이론적 배경을 알아야 그 이론에 맞춰 원하는 초전도체를 만들 수 있을 테니까요. 

 Q 언제쯤 실제로 사용 가능한 상온 초전도체를 만들 수 있을까요?

2035년까지 만들고 싶어요. 왜 2035년이냐면…, 영화 <;아바타>;에 초전도체를 닮은 미지의 물질이 등장하는데, 영화의 배경이 2035년이거든요(웃음).