새로운 초전도성 주장으로 많은 과학자들이 회의적

Jul 01, 2023

연구자들은 새로운 상온 대기압 초전도체를 발견했다고 말하지만 많은 과학자들은 확신하지 못하고 있습니다.

소문에 날개가 있다면, 특별한 과학적 주장에는 제트 엔진이 있습니다. 사전 인쇄 서버 arXiv.org에 게재된 지 몇 시간 만에 한국의 과학자 팀이 작성한 두 편의 논문이 엄청난 입소문을 냈습니다. 연구진의 특별한 주장은 일상적인 조건에서 완벽하게 전기를 전도할 수 있는 물질인 상온 대기압 초전도체를 발견했다는 것입니다.

진정한 주변 조건 초전도체는 많은 기술을 변화시킬 수 있는 잠재력으로 종종 선전됩니다. 그것은 완벽하게 효율적인 전력망, 공중부양 열차, 상업적으로 실행 가능한 핵융합로 등을 가능하게 할 수 있습니다. 전형적인 목록은 계속됩니다. 저자들은 그들의 발견이 “인류에게 새로운 시대를 여는 완전히 새로운 역사적 사건이 될 것”이라고 썼습니다. 그러나 그들의 실험은 아직 과학계에서 제대로 조사되지 않았으며, 획기적인 초전도체에 대한 탐구는 오랫동안 큰 주장이 실패로 끝났던 역사를 가지고 있습니다.

전자가 알루미늄 와이어와 같은 표준 전도성 물질을 통해 흐를 때 범퍼카처럼 작동하여 원자에서 튕겨 나옵니다. 이 모든 튀는 것은 저항을 생성하여 전류를 감소시킵니다. 그러나 알루미늄 와이어가 절대 영도(화씨 -459도)보다 약 1켈빈 이상으로 냉각되면 이상한 일이 발생합니다. 즉, 전자가 저항이 0인 알루미늄 원자 사이를 마찰 없이 미끄러지는 쌍으로 결합되도록 교통 규칙이 변경됩니다.

1987년에 연구자들은 값싸고 풍부한 액체 질소를 통해 쉽게 도달할 수 있는 온도인 77켈빈(화씨 -321도)까지만 냉각하면 되는 물질인 최초의 "고온" 초전도체를 발견했습니다. 이 물질은 말 그대로 그리고 비유적으로 전기를 통하게 하여 과학자와 대중 사이에 더 따뜻한 초전도의 가능성에 대한 열광을 불러일으켰습니다. 그러나 발전이 둔화되면서 열정의 상당 부분이 사라졌고, "고온" 초전도체는 낮은 온도에 머물면서 비실용적으로 부서지기 쉬운 상태로 남아 있었습니다.

지난 10년 동안 연구자들은 흥미로운 대안을 추구해 왔습니다. 그들은 상대적으로 따뜻한 온도에서 초전도체 역할을 하는 수소 기반 화합물을 발견했습니다. 하지만 이는 100만 기압이 넘는 압력에 가해지는 동안에만 가능했습니다. 그리고 그러한 높은 압력을 유지하는 것은 초저온을 유지하는 것보다 훨씬 더 비실용적입니다.

새로운 사전 인쇄 논문에서 연구원들은 납, 구리, 인 및 산소의 화합물인 LK-99가 400켈빈(260도 F) 이상의 온도와 주변 압력에서 초전도체라고 말합니다. 여기에는 건포도 크기의 화합물 펠릿을 만들기 위한 자세한 레시피도 포함되어 있는데, 이를 위해서는 분말 성분을 정확한 비율로 혼합한 다음 혼합물을 고온에서 굽는 것이 필요합니다.

저자들은 또한 LK-99의 테스트 수행을 보고하고 전기 저항력이 약 378켈빈(화씨 220도)에서 급격히 떨어지고 333켈빈(화씨 140도) 부근에서 거의 0에 도달한다는 사실을 발견했다고 말했습니다. 전기 저항이 0이라는 것이 초전도성의 특징이지만, 진짜 초전도체를 확인하려면 다른 테스트가 필요합니다. 이러한 테스트 중 하나는 마이스너 효과에 대한 것입니다. 초전도체가 자기장을 방출하기 때문에 다른 자석을 밀어내며 상징적인 공중 부양 효과를 생성합니다. 한국 연구자들은 마이스너 효과를 나타내는 LK-99에 대한 비디오를 제공했지만 초전도체만이 자석 위에 떠 있는 유일한 것은 아닙니다. 예를 들어 흑연도 공중에 떠 있습니다.

정밀 조사에서 살아남지 못한 특별한 주장은 오랫동안 초전도 분야를 괴롭혀 왔습니다. 1987년 YBCO라는 화합물이 고온 초전도체로 밝혀진 후 일부 연구자들은 이 화합물이 상온에서 초전도성을 나타내는 힌트를 보았다고 생각했지만 자세히 조사해 보니 그런 현상은 사라졌습니다. 한때 유망했던 실패의 목록은 계속 이어지고 있습니다. 알루미늄과 탄소의 샌드위치, 염화구리, 암모니아 기반 화합물 등은 모두 궁극적으로 환상적임이 입증된 실온 초전도성을 조롱했습니다.