학문

초전도체는 왜 자석 위에서 공중에 뜰 수 있나요?

초전도체를 자석 위에 올리면 마이스너 효과로 공중에 뜬다고 배우는데, 왜 초전도 상태의 물질이 자기장을 완전히 밀어내면서 이런 부상 현상을 일으키는지 궁금합니다.

1개의 답변이 있어요!

  • 안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

    초전도체가 뜨는 건 자기장을 밀어내는 마이스너 효과 덕분이에요. 초전도 상태가 되면 물질 표면에 저항 없는 전류가 저절로 흐르는데, 이 전류가 외부 자기장을 정확히 상쇄하는 반대 방향 자기장을 만들어요. 자기장이 몸속으로 못 들어오게 밀어내는 거죠. 자석 입장에서는 자기를 그대로 되밀어내는 거울 같은 자석이 생긴 셈이라, 그 반발력이 중력과 균형을 이루면 공중에 뜨는 거예요.

    일반 금속도 자기장 변화에 저항하는 전류가 잠깐 생기지만 저항 때문에 금방 사라져요. 초전도체는 저항이 0이라 이 전류가 영원히 유지되니 반발이 계속되는 거고요.

    실제 시연에서 초전도체가 떨어지지도 튕겨나가지도 않고 그 자리에 고정되듯 뜨는 건 한 가지가 더 있어서예요. 자기장 일부가 초전도체의 미세한 결함 자리에 실처럼 꽂혀 붙잡히는 자속 고정 현상인데, 이 덕분에 기울여도 제자리를 지켜요. 자기부상열차나 강력한 전자석에 초전도체를 쓰는 출발점이 바로 이 성질이에요 :)

    채택 보상으로 554베리 받았어요.

    채택된 답변