ETRI, 초전도 현상 규명 새로운 이론 개발

'임계온도 공식' 만들어 저온-고온-상온 초전도 현상 모두 설명
양자컴퓨터 등 활용 기대

ETRI 김현탁 연구전문위원이 임계온도 산출 공식을 설명하고 있다. ETRI 제공
한국전자통신연구원(ETRI)은 1911년 발견된 이후 원리를 규명하지 못한 초전도 현상 이론을 독자적으로 개발하는 데 성공했다고 1일 밝혔다.

특정 온도나 압력에서 저항이 영(0)이 되는 현상으로 ETRI는 기존 이론들과 금속에서 전자 간 상호작용 현상을 활용해 초전도 현상을 설명할 수 있는 공식을 개발했다.

이를 응용하면 에너지 손실을 대폭 줄일 수 있다고 ETRI는 설명했다. 주로 MRI와 초전도 케이블, 자기부상열차에서 쓰이며 미래에는 양자 컴퓨터, 진공튜브열차 등에서 많은 활용이 이뤄질 것으로 ETRI는 예측했다.

초전도 현상이 일어나는 임계온도가 절대온도 30K(0K는 영하 273도) 이하인 물질은 저온 초전도체, 30K 이상의 구리계 물질은 고온 초전도체, 임계온도가 섭씨 15~25도인 물질은 상온 초전도체로 분류한다.

1911년 네덜란드 과학자 온네스가 수은이 3K 온도에서 초전도 특성을 보이는 것을 처음으로 발견한 이후 110년이 지났지만, 그 원리는 완전히 밝혀지지 않았다.

1972년 노벨 물리학상을 받은 '양자역학을 이용해 절대온도 0도에서 초전도 현상을 설명한 이론'(BCS 이론)도 고온·상온에서의 초전도 원리는 설명하지 못한다.

연구팀은 기존 이론들을 응용하는 한편 초전도 현상이 일어나기 전 금속에서 전자끼리 매우 큰 상호작용이 이뤄지는 것을 관찰해 초전도 현상이 일어나는 임계온도를 설명하는 공식을 만들었다.

저온·고온·상온 등 온도에 상관없이 특정 온도와 압력 조건에 따라 물질의 초전도 현상이 일어나는 임계온도가 달라지는 것을 처음으로 설명해 냈다. 이는 특정 온도 범위나 조건에서만 설명이 가능했던 기존 이론에서 한 단계 발전을 이룬 셈이라고 ETRI는 설명했다.

추천기사

실시간 랭킹 뉴스