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초전도 현상이 실온에서 가능할까? 뜨거운 온도 경쟁

고온(高温)초전도 물질을 세계각국에서 앞다투어 만들어 내고 있다. 초전도 현상이 처음 알려진 1911년이래 1973년의 절대온도 23도까지 초전도 현상을 일으키는 온도는 연간 평균 0.3도씩 매우 완만히 상승해 왔다. 73년에 수립된 절대온도 23도의 기록은 86년 3월까지 13년간 깨뜨려지지 않았다. 스위스 취리히 IBM연구소는 란타늄(La) 바륨(Ba) 구리(Cu) 산소(O)의 화합물(란탄계 화합물)로 절대온도 30도에서 초전도 현상을 일으키는데 성공했다. 그뒤 86년11월 일본 동경대 ‘우찌다’교수팀의 확인과정을 거치면서 임계온도가 절대온도 30도를 넘어서는 높은 초전도 물질이 줄을 이어 개발돼 발표됐다. 취리히 IBM연구소의 업적이 나오기 전까지만 해도 대부분의 물리학자들은 임계온도를 아무리 높이더라도 절대온도 23도를 넘지 못할 것이라고 여겨왔다.
 

그러나 이 벽은 지난해 말을 거쳐 올해에 들어서면서 여지없이 무너졌다. 즉 절대온도 40도를 넘어서는 고온(高温)초전도 물질이 미국 일본 소련 중공 등에서 서로 앞다투어 발표되었다.
 

지난해 12월 일본 동경대 연구팀은 절대온도 37도에서 초전도 현상을 일으키는데 성공했고 이어 미국전화전신회사(AT&T)의 벨연구소가 40도에서 성공했다. 87년1월에는 일본국립공동연구기구 분자과학팀이 43도에서, 전자기술종합연구소는 54도에서 초전도 현상을 일으켰다.
 

미국에서 지난 2월16일 국립과학재단(NSF)의 중국계 물리학자인 미국 ‘홉스턴’대학 ‘CW추’교수와 ‘알라바마’대 ‘MK 우’교수팀이 절대온도 98도에서 발표했다. 이후 미국내에서 절대온도 90도를 넘어선 곳은 이들외에도 스탠퍼드대, 벨연구소, IBM연구소등 5, 6군데에 이르는 것으로 알려졌다.
 

이에 뒤질세라 일본에서도 임계온도가 매우 높은 초전도 물질이 연이어 발표됐다. 쓰쿠바(筑波)에 있는 금속재료연구소는 3월초 93도를 기록했다고 보고했고 가고시마(鹿兒島)대학팀은 놀랍게도 절대온도 2백78도(섭씨5도)에서 초전도 현상을 일으키는데 성공했다고 발표했다.
 

중공과 인도에서도 2월과 3월에 각각 절대온도 1백도와 90도에서 초전도현상을 일으키는데 성공했다고 발표했다. 소련에서는 지난 4월4일 절대온도 2백50도에서 성공했다는 보도가 나왔다. 이때 소련학술원은 이것이 세계 최고기록이라고 주장했다.
 

국내에서도 3월에 들어와 서울대 자연대 물리학과 김 정구 교수팀과 부산대 장 민수 교수팀이 각각 절대온도 55도와 2백도에서 초전도가 일어나는 물질을 만드는데 성공했다고 밝힌 바 있다.
 

미국의 과학자들은 소련을 위시한 몇몇 나라에서 발표된 내용은 정확한 실험을 거쳤는지 의심스럽다는 반응을 보이고 있다.
 

이들 고온 초전도 물질은 모두 란탄계 화합물과 이트륨계 화합물로 2가와 3가의 원소에 산화구리를 섞어 만든 세라믹 계통의 물질이다.
 

⊙중국태생의 「폴C.W.추 」교수, 절대온도 98도에서 현상을 일으켰다.
 

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1987년 05월 과학동아 정보

  • 동아일보사 편집부

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