Q. 초전도체가 무엇인가요?(이해하기 쉽게 설명해주세요)
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.초전도체는 특정 온도이하로 떨어지게 되면 전기저항이 0이 되며, 저항에 의한 열이 없어 전력 손실이 최소화 됩니다. 또한, 자기장의 차단하는 특징(마이스너 효과)이 있어 자석을 가져다 대면 자석이 뜨는 신비로운 특징을 가지고 있습니다. 또한, 자속(특정 면적을 통과하는 자기장)이 양자화되는 성질을 가지고 있으며, 초전도체와 초전도체 사이에서 전자쌍이 터널링하는 양자효과도 볼 수 있으며, 양자 효과인 위상 간섭이 일으키기도 합니다.이러한 특징 때문에 초전도체는 자기부상열차, 양자 컴퓨터의 기반이되는 큐빗(양자 중첩, 얽힘)을 구현하는데 유용하게 사용될 수 있으며, 전력손실이 0에 가깝기 때문에 전자기기의 회로나 우리가 흔히 보는 전깃줄 등 전기가 통하는 모든 곳에 회로로 사용하면 굉장한 효율을 낼 수 있다는 특징을 지니고 있습니다.
Q. 자기부상열차에 숨어있는 과학원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.자기부상열차는 자기력에 의한 반발력을 이용하였습니다. 자기력은 같은 극을 띠면 서로 밀어내는데, 이 밀어내는 척력을 이용하 열차를 띠워 지면과의 마찰력을 없애서 운행합니다. 이때 자석을 사용할 수도 있지만 전자석을 사용할 수도 있습니다. 전자석은 도선이나 코일에 전류를 흘려줌으로써, 전류가 흐를때 자기장이 발생하는 현상을 이용하여 만든 자석입니다. 이를 이용하여 자기 반발력을 내 공중에 뜰 수 있는 것이죠.또한 초전도체로도 가능합니다. 초전도체는 특정 온도이하로 떨어지게 되면 전기저항이 0이 되며, 저항에 의한 열이 없어 전력 손실이 최소화 됩니다. 또한, 자기장의 차단하는 특징(마이스너 효과)이 있어 자석을 가져다 대면 자석이 뜨는 특징을 가지고 있습니다. 마이스너 효과를 이용해 열차를 띄워 마찰을 없애 아주 빠른 속력으로 운행이 가능하게 되는 것입니다.