안녕하세요 김두환 전문가입니다.
화학
Q. 상온 초전도체가 나오면 뭐가 제일 바뀌나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.초전도체는 특정 온도이하로 떨어지게 되면 전기저항이 0이 되며, 저항에 의한 열이 없어 전력 손실이 최소화 됩니다. 또한, 자기장의 차단하는 특징(마이스너 효과)이 있어 자석을 가져다 대면 자석이 뜨게 되는 특징이 있죠.즉, 특정 온도가 극저온의 환경일 수도 있고, 상온일수도 있습니다. 현재 이슈되는 초전도체는 상온에서 초전도현상을 유지했다는 연구결과입니다. 이는 아직 신중히 검토중이며 오류일지, 아니면 정말 구현이 가능한지는 기다려봐야 확실해집니다.과학계에서는 상온에서 초전도체를 만들어내기를 바라는 마음으로 연구를 하고 있습니다.만약 상온에서 초전도체를 만들어내게 되면 전력손실이 0에 가깝기때문에 굉장한 효율을 낼 수 있습니다. 이는 엄청난 혁명이라고 볼 수 있죠. 전기세가 대폭 감소할 수 있죠. 또한, 전기적 흐름에서 생기는 발열을 없앨 수 있습니다. 그래서 초전도체를 연구하시는 분들은 상온에서 초전도 현상을 볼 수 있는 물질을 찾고자 끈임없이 연구하고 있습니다.
전기·전자
Q. 상온에서 초전도 현상이 어떻게 일어날 수 있는지 궁금합니다
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.초전도체는 특정 온도이하로 떨어지게 되면 전기저항이 0이 되며, 저항에 의한 열이 없어 전력 손실이 최소화 됩니다. 또한, 자기장의 차단하는 특징(마이스너 효과)이 있어 자석을 가져다 대면 자석이 뜨게 됩니다.즉, 특정 온도가 극저온의 환경일 수도 있고, 상온일수도 있습니다. 현재 이슈되는 초전도체는 상온에서 초전도현상을 유지했다는 연구결과입니다. 이는 아직 신중히 검토중이며 오류일지, 아니면 정말 구현이 가능한지는 기다리고 지켜봐야겠습니다.과학계에서는 상온에서 초전도체를 만들어내기를 바라는 마음으로 연구를 하고 있습니다.만약 상온에서 초전도체를 만들어내게 되면 전력손실이 0에 가깝기때문에 굉장한 효율을 낼 수 있습니다. 이는 엄청난 혁명이라고 볼 수 있죠. 전기세가 대폭 감소할 수 있죠. 또한, 전기적 흐름에서 생기는 발열을 없앨 수 있습니다. 그래서 초전도체를 연구하시는 분들은 상온에서 초전도 현상을 볼 수 있는 물질을 찾고자 끈임없이 연구중에 있죠.
지구과학·천문우주
Q. 우주에서 별들은 죽는다고 하는데요. 왜죽는걸까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.빛을 내며 살아있는 별에서는 끈임없이 핵융합반응이 일어나고 있습니다. 핵융합 반응은 수소가 결합되어 헬륨으로, 헬륨이 결합되어 더 무거운 원소가 되며, 탄소, 철 까지 융합될 수 있으며, 이후에는 핵융합 반응을 하지 못하고 식으며 일생을 마무리합니다. 이것이 별의 죽음이라고 불립니다. 더 이상 에너지와 빛을 내지 못하죠.지구는 행성으로 별과는 죽음의 의미가 다릅니다. 별은 빛이 꺼지고 에너지를 다하면 죽음이라 불리지만, 행성의 경우 처음부터 빛이 나지 않고 단단한 암석 덩어리나 기체덩어리로 이루어져 있기 때문에 에너지를 발산하는 활동은 하지 않습니다. 그런데, 행성의 중심에는 별이 위치하고 있고, 이러한 별이 죽음을 맞이하면서 팽창할 때 행성이 팽창하는 별에 흡수되어 사라질 수 있습니다. 54억년 뒤에 태양이 죽음에 다다르게되면 적색거성이 되며 팽창하다가 일부는 성운이 되고 핵은 백색 왜성이 됩니다. 이 때 태양이 팽창하며 여러 행성에게 영향을 주기 때문에 이 때가 지구 행성의 마지막이라고 볼 수 있겠습니다.
전기·전자
Q. 양자 컴퓨터와 초전도체와의 관계성?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.초전도체는 특정 온도이하로 떨어지게 되면 전기저항이 0이 되며, 저항에 의한 열이 없어 전력 손실이 최소화 됩니다. 또한, 자기장의 차단하는 특징(마이스너 효과)이 있어 자석을 가져다 대면 자석이 뜨게 됩니다.또한, 자속(특정 면적을 통과하는 자기장)이 양자화되는 성질을 가지고 있으며, 초전도체와 초전도체 사이에서 전자쌍이 터널링하는 양자효과도 볼 수 있으며, 양자 효과인 위상 간섭이 일어나기도 합니다. 이러한 특징 때문에 초전도체는 양자 컴퓨터의 기반이되는 큐빗(양자 중첩, 얽힘)을 구현하는데 유용하게 사용될 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 노을이 질때 붉은색으로 변하는데 날마다 다른 이유가 궁금해요.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.노을색이 다른 이유는 대기에 수증기량, 먼지의 양이 다를 수 있으며, 대기의 밀도가 조금은 다를 수 있기 때문입니다.노을은 해질 무렵, 태양이 지평선에 놓일 때 태양 빛이 지구의 두꺼운 대기층을 뚫고 우리눈에 들어온 빛을 보게됩니다. 이때 짧은 파장 영역대의 빛은 우리눈에 도달하기전에 산란되어 흩어져 버리고, 파장이 긴 빛들 빨강, 주황, 노랑 등의 빛은 산란되지않고 두꺼운 대기층을 뚫고 우리눈에 들어오기 때문에 노을이 노랗고 붉게 보이는것이죠. 이 때 대기에 먼지, 수증기량 등 대기에 함유하고 있는 성분에 의해 빨강, 주황, 노랑 등의 색 중 산란을 겪는 색이 존재할 수 있으며, 우리 눈에 들어오는 색이 달라지는 이유죠.