상온 초전도체 현상을 증명해 주는 근거는 무엇인가요?
요즘 초전도체 이슈로 주식시장이 굉장히 뜨거웠다가 초전도체가 아니라는 결론과 함께 폭락이 되었는데 초전도체가 맞다에서 아니다로 바뀌게 된 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.
저명한 국제 학술지인 네이처지에서 세계 과학자들의 실험 결과를 토대로 'LK-99이 초전도체가 아니다'라는 취지의 기사를 실었는데요. '네이처'가 과연 그렇게 말한 근거와 원인들은 어떠한 것들이 있는지 알려봐 드릴게요.
첫째, 독일의 막스플랑크 고체 연구소에서는 불순물 없는 순수 단결정 LK-99를 합성해보니 LK-99는 초전도체가 아니고 오히려 전기가 통하지 않는 '절연체'라고 말했습니다,
LK-99를 만들다 보면 불순물들이 생기는데, 이 중에 황화구리가 생깁니다. 104도씨에서 LK-99의 전기 저항이 크게 떨어지는데, 이 온도는 황화구리의 상전이 온도입니다. 황화구리가 104도에서 성질이 달라지면서 LK-99를 초전도체처럼 전기저항이 낮아지게 만들었다는 이야기입니다.
그리고, 마이스너 효과는 자력선이 초전도체 밖으로 밀려나오는 현상을 말하는데, 자석 위에서 초전도체가 공중 부양하는 현상을 일으킵니다. 마이스너 효과라면 완전히 공중에 떠있어야 하는데 LK-99 한쪽 면은 자석에 닿아있고 나먼지 부분이 살짝 들린 것은 '강한 자성'때문인 것 같다고 합니다.
즉, 이러한 실험 결과로 인해 상온 초전도체가 아니라고 잠정적으로 결론을 낸 듯 보여집니다.
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
상온 초전도체 현상은 미크로스콥적인 수준에서 이해되는 이론적 모델에 기반합니다. 이 모델은 전자-전자 상호작용, 전자-결정 격자 상호작용, 결정 구조 등을 고려하여 상온에서도 수퍼컨덕트 상태가 유지될 수 있는 가능성을 설명합니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
상온 초전도체는 동작 온도가 0도 이상에서도 초전도 현상을 보이는 물질을 말합니다.
즉, 일상적인 환경의 온도에서도 초전도성을 가지고 있는 물체를 의미하는 것이죠. 사실 상온 초전도체는 100년 이상의 연구에도 불구하고, 구현에 실패했었습니다. 그러나 국내에서 상온에서도 초전도체 성질을 띠는 물질을 개발했다며 논문을 공개한 적이 있습니다.
하지만 아직 검증이 되지 않은 상황이고, 독일에서는 자성체가 뜨는 유사 초전도현상을 보이지만 초전도체가 아니라고 발표하기도 하고 긍정과 부정론이 많은 상황입니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
초전도체가 맞다에서 아니다로 바뀌게 된 이유는 퀀텀에너지연구소가 발표한 LK-99의 초전도 특성이 다른 연구팀에서 재현되지 않았기 때문입니다. 퀀텀에너지연구소는 LK-99가 상온에서 초전도성을 나타낸다고 주장했지만, 이후 독일 막스플랑크 연구소, 미국 캘리포니아대학교 버클리캠퍼스 연구팀 등에서 이 주장을 반박했습니다. 독일 막스플랑크 연구소는 LK-99의 초전도 특성이 다른 연구팀에서 재현되지 않았다는 연구 결과를 발표했습니다. 미국 캘리포니아대학교 버클리캠퍼스 연구팀은 LK-99가 초전도체가 아니라는 연구 결과를 발표했습니다.
초전도체 현상은 저온에서 특정 물질이 전기 전도가 완전히 없어지는 현상을 말합니다. 이 현상은 1911년 영국의 물리학자 헤일피가 단은을 냉각하여 발견한 것이 시작이었습니다. 초전도체의 특징적인 현상은 저온에서 전기 전류가 저항 없이 흐르는 것으로 나타나며, 이에 대한 근거는 다음과 같습니다:
제로 저항: 초전도체가 어떤 온도 이하로 냉각되면 전기 전류가 흐를 때 저항이 거의 없다는 것을 보입니다. 전자들이 물질 내에서 충돌 없이 움직일 수 있어, 전류가 흐를 때 전자들이 손실 없이 흐를 수 있습니다.
반구체 자기장 증발: 초전도체에 전류를 흐르게 하면 물질 주변에 자기장이 생성됩니다. 이 때 초전도체가 일정한 온도 이하로 냉각되면, 자기장이 증발하고 사라지는 현상을 관찰할 수 있습니다. 이는 초전도체 내부의 전류가 저항 없이 흐르기 때문에 자기장이 억제되는 결과입니다.
Meissner 효과: 초전도체가 자기장 아래로 들어갈 때, 초전도체 내부의 자기장이 제거되는 Meissner 효과가 관찰됩니다. 이는 초전도체가 완전한 전기 전도 상태로 전류와 자기장을 배제하려는 현상입니다.
특정 임계온도: 대부분의 초전도체는 특정한 임계 온도 이하로 냉각될 때 초전도 상태가 나타납니다. 이 임계 온도를 초전도 상태에 도달하는 경향을 갖는 온도로 확인할 수 있습니다.
이러한 근거를 통해 초전도체의 저온에서의 전기 전도 없음과 관련된 현상을 증명하고 있습니다.
안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.
초전도체와 관련된 주식시장의 변동은 주로 기술 발전과 기대, 그리고 정보의 해석과 미래 전망에 따른 결과입니다. 이러한 변동의 이유를 몇 가지 측면에서 설명해보겠습니다:
정보의 불분명성: 초전도체와 같은 기술 분야에서는 연구와 개발이 계속 진행되고 새로운 발견과 정보가 끊임없이 나오는데, 이러한 정보의 불분명성으로 인해 시장 참여자들이 기대와 예측을 다양하게 해석할 수 있습니다.
뉴스와 관련된 정보: 미디어와 뉴스는 종종 기술 동향과 미래 전망을 강조하는 경향이 있습니다. 이때 뉴스나 미디어의 해석이 과장되거나 오인될 수 있어 주식시장의 움직임에 영향을 줄 수 있습니다.
시장의 투자심리: 주식시장은 투자자들의 감정과 심리에 크게 영향을 받습니다. 초전도체와 같은 혁신적인 기술 분야에서의 투자는 고수익을 기대하지만 높은 리스크를 동반합니다. 그렇기 때문에 투자자들의 불안정한 심리에 따라 주가가 급변할 수 있습니다.
기술의 성숙도: 초전도체와 같은 기술은 초기에는 실험실 수준의 성능을 보일 수 있지만 상업적인 적용에는 시간이 걸릴 수 있습니다. 이로 인해 초기에는 대대적인 변화가 예상되더라도 실제로 상업적인 성공에는 시간이 필요할 수 있습니다.
시장 조작 또는 조정: 주식시장은 투자자들의 행동에 의해 영향을 받을 수 있기 때문에 때로는 시장 조작 또는 조정이 이루어질 수 있습니다.
이처럼 주식시장은 다양한 요소와 민감한 심리에 영향을 받기 때문에 초전도체와 같은 기술 관련 주식의 가격 변동은 예상치 못한 결과를 초래할 수 있습니다. 투자자들은 주식 투자 시 신중한 판단과 충분한 정보를 기반으로 행동하는 것이 중요합니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
상온 초전도체 현상은 실험을 통해 여러 초전도체 재료들이 상온에서도 저항이 없거나 매우 낮아지는 것으로 관찰되었습니다. 예를 들어, 1986년에 발견된 첫 번째 상온 초전도체인 Yttrium-Barium-Copper-Oxide는 액소기반의 구조로 이루어져 있고, 이 구조로 인해 상온에서도 초전도 상태를 유지할 수 있습니다.초전도 현상을 설명하는 이론인 BCS 이론과 그 확장인 BCS-BEC crossover 이론은 상온 초전도체 현상을 설명하는데 사용됩니다. 이러한 이론들은 초전도체 내의 전자 상호작용과 페어링 메커니즘을 설명하며, 상온에서도 초전도 상태가 유지될 수 있는 이론적 근거를 제공합니다.일부 상온 초전도체 재료들은 고온에서도 안정한 구조를 가지고 있습니다. 이러한 구조는 전자들이 자유롭게 이동하여 저항이 없는 상태를 유지할 수 있도록 합니다. 또한, 상온 초전도체 재료들은 원자나 이온 간의 특정 상호작용과 에너지 갭 구조를 가지고 있어 초전도 상태를 유지할 수 있습니다.