초전도체는 어떻게 움직이는 건가요?
마이스너 효과 때문에 양자고정 현상?이 일어나서 초전도체 위에서 자석이 완전히 고정되잖아요 근데 유튜브같은데서 영상을 보면 막 손으로 밀어서 앞으로 가게도 하는것 같이 힘을 받으면 그 방향대로 움직이는데 양자 고정 현상?인가 뭔가 때문에 말 그댜로 고정되잉서야되는거 아닌가요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
마이스너 효과는 초전도체가 내부에서 자기장을 방출한다는 것을 나타내는 것이며 이 방출은 초전도체가 자석 위에있을 때 양자 잠금 현상을 일으키게 됩니다.양자고정 현상, 또는 플럭스 피닝 현상은 초전도체가 자석 위의 공간에 고정되는 현상이며, 이 현상은 마이스너 효과와 밀접하게 연관되어 있지만 결정적인 차이점이 있는데,마이스너 효과에서는 자기장이 초전도체 안에 들어올 수 없지만, 양자고정 현상의 경우에는 선속을 고정시켜서 초전도체가 한 자리에 가만히 있게 됩니다.
그러나 양자고정 현상은 완벽하지 않습니다.
즉, 외부에서 어느정도 힘을 가하면 초전도체가 움직일 수도 있습니다. 이것은 '플럭스 크리프'라고 불리는 현상 때문으로 자기장이 초전도체 내부의 플럭스를 움직이게 만듭니다. 따라서, 말씀하신대로 유튜브에서 본 것처럼 손으로 밀어서 초전도체를 움직이게 할 수 있는 것입니다.
다만, 그 움직임은 제한적이며, 힘이 없어지면 다시 원래 위치에 고정되게 됩니다.
안녕하세요. 조사를 해본 결과 마이스너 효과 때문에 초전도체 위에서 자석이 완전히 고정되는 것은 맞습니다. 그러나, 자석을 밀어서 앞으로 가게 하는 것은 마이스너 효과와는 관련이 없습니다.
마이스너 효과는 초전도체가 전기저항이 0이 되면서 자력선을 내쫓는 현상입니다. 이로 인해 초전도체 위에서는 자력선이 완전히 밀려나고, 자석은 초전도체 위에서 떠 있게 됩니다.
그러나, 자석을 밀어서 앞으로 가게 하는 것은 자력선이 밀려나지 않고, 자석이 초전도체 위에서 움직이는 것을 의미합니다. 이 경우는 마이스너 효과와는 관련이 없으며, 자석의 자력선이 초전도체의 표면을 따라 움직이면서 발생하는 마찰력에 의해 움직이게 됩니다.
즉, 마이스너 효과는 자석을 고정시키는 현상이지만, 자석을 움직이게 하는 것은 마찰력에 의한 것입니다.도움이 되셨다면 좋아요 추천 부탁드립니다. ^^
안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.
초전도체는 전기 전류를 흐르게 할 때, 특정 온도 이하에서 전기 저항이 없어지는 현상을 보입니다. 이러한 현상은 영유체인 페어링된 전자들이 질량이 없는 보증된 상태로 움직이면서 발생합니다. 초전도체의 동작 원리에 대해 간단히 설명드리겠습니다:
영유체와 페어링: 초전도체의 핵심은 영유체입니다. 영유체란 일련의 원자나 분자들로 구성된 물질로, 일정한 온도 이하에서만 특별한 성질을 나타냅니다.
초전도체가 되기 위해서는 일반적으로 매우 낮은 온도, 즉 저온 상태가 필요합니다.
로젠필드-쿠퍼 쌍 (Cooper Pairs): 초전도체에서 전기 전류를 운반하는 입자는 로젠필드-쿠퍼 쌍이라고 알려진 전자들의 결합입니다.
로젠필드-쿠퍼 쌍은 자기장에 의해 상호 작용하여 서로 미세한 진동을 유발시키며, 이를 "진동자"라고 합니다.
저온과 입자간 상호작용: 초전도체에서는 매우 낮은 온도에서만 로젠필드-쿠퍼 쌍이 형성됩니다.
낮은 온도에 있으면 입자들 사이의 장벽인 "결정 격자"가 진동하지 않으므로 에너지 손실 없이 자유롭게 움직일 수 있습니다.
제로 저항: 로젝플트-쿠퍼 쌍으로 구성된 입자들은 충돌하지 않고 장벽을 통과할 수 있으므로, 외부에 가해지는 전압 또는 자기장에 대한 저항력(전압 손실)가 거의 없습니다.
따라서, 초전도체 내부를 통과하는 전류는 제로 저항(zero resistance)을 가지며 에너지 손실 없이 계속해서 움직일 수 있습니다.
안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.
네 맞습니다. 양자고정현상으로 인해 밀어도 움직이지 않고 딱 고정되게 되죠.
감사합니다.
