d라이브러리

'마샬'항공우주센터, '알라바마'대학, '록히드'사 출신등으로 구성된 미국항공우주국(NASA)의 한 연구팀이 새로운 고온초전도체를 개발했다고 밝혔다.

미국 응용물리학 뉴스 레터에 따르면, 이들 과학자들은 이트륨―바륨―산화구리의 샘플을 산화구리와 혼합해―1백90℃까지 온도를 낮추었을때 초전도현상, 즉 전기저항이 제로가 되는 현상이 나타났다고 밝혔다.

일반적으로 초전도현상을 외부에 증명하는 방법으로 가장 많이 이용되는 것은 자석 위의 공중에 뜬 초전도 물질. 이들도 마찬가지로 이를 통해 자신들이 발견한 초전도체를 증명해보였다. 다만 자석이 아래에 있고 초전도물질이 위에 떠있는 것이 아니라 거꾸로 자석을 위에 두고 초전도물질을 아래공간에 띄운 것이 다를뿐이다.(사진참조)

자기장 안에 도체를 넣으면 전자기 유도가 생긴다. 즉 자기에 의해 도체에 전류가 흐르는 것. 초전도체의 경우도 전류가 흐르는데 여기서는 전기저항이 제로이므로 한번 생긴 전류는 자기장이 존재하는 한 계속 흐른다. 이 전류를 '차폐전류'라 부른다.

차폐전류는 초전도체 주위에 외부 자기장과 반대방향의 자기장을 형성하고 이 반대방향의 자기장이 외부 자기장의 침입을 막는다. 결국 일정 공간을 유지하면서 초전도체는 뜨기 마련이다.

이제까지 기록된 모든 고온초전도체는 일정 온도까지 냉각시켰을 때 초전도체의 무게와 비교, 자기장끼리 밀어내는 힘이 균형을 이룰 경우 항상 일정공간에 떠 있었다. 자석과 초전도체가 서로 이끄는 힘과 밀치는 힘이 평형을 이루기 때문이다.

마샬항공우주센터의 저온물리학자인 '피터'박사는 "이러한 현상은 중력이 없는 우주공간에서 저진동 및 저마찰 결합기술을 발전시키는데 크게 기여할 것"이라고 밝히고 "이 물질의 발견의 중요성은 강력한 부유력(浮遊力)뿐 아니라 특이한 자기적 성질을 나타내준다는 데 있다. 이는 정상온도에서도 낮은 전기저항을 갖는다는 의미이다. 또한 이 물질은 다른 고온초전도 물질보다도 결합하기 쉽고 깨지지 않는다. 즉 이 물질을 제조하기 쉽다는 장점이 있다"고 말했다.

초전도현상은 새로운 것은 아니다. 이 팀의 멤버이기도 한 알바바마대학의 '우'교수는 1986년 1월 액화질소온도(77K, -196℃) 이상에서 초전도현상을 일으키는 물질을 발견하였다.

"초전도 물질의 경제성은 절대온도 77도이다. 이 기준은 냉각제로 액화질소를 쓸 수 있다는 의미이다. 냉각제로 액체헬륨 대신 액체질소를 쓰면 냉각비용을 10분의1 이하로 떨어뜨릴 수 있기 때문이다"

피터박사의 말처럼 액화질소온도 이상에서 고온초전도 물질의 개발이 일반화된다면 얼마 안있어 우리는 초전도혁명을 맞게 될지도 모른다. 초전도의 응용은 핵융합발전 입자가속기 자기부상열차 초고속컴퓨터 등 첨단과학 전분야에 영향을 미친다.

우주기술에도 고온초전도체를 응용하려는 시도는 매우 다양하다. 피터박사는 "일정 온도에서 전기저항이 갑자기 없어지는 초전도현상은 태양에너지를 초전도자석에 저장하는데 기본적으로 활용되며, 초전도하에서의 자기흐름은 불연속적으로 변하므로 자력계 스위치 등 정밀 측정장치에 쓰인다"고 밝혔다.