상온에서 초전도 현상이 어떻게 일어날 수 있는지 궁금합니다
상온에서 초전도 현상이 어떻게 일어날 수 있는지 궁금합니다. 초전도 현상은 극저온에서 일어나는 것으로 알고 있는데 상온에서 개발했다니 놀랍네요
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 뜨게 됩니다.
즉, 특정 온도가 극저온의 환경일 수도 있고, 상온일수도 있습니다. 현재 이슈되는 초전도체는 상온에서 초전도현상을 유지했다는 연구결과입니다. 이는 아직 신중히 검토중이며 오류일지, 아니면 정말 구현이 가능한지는 기다리고 지켜봐야겠습니다.
과학계에서는 상온에서 초전도체를 만들어내기를 바라는 마음으로 연구를 하고 있습니다.만약 상온에서 초전도체를 만들어내게 되면 전력손실이 0에 가깝기때문에 굉장한 효율을 낼 수 있습니다. 이는 엄청난 혁명이라고 볼 수 있죠. 전기세가 대폭 감소할 수 있죠. 또한, 전기적 흐름에서 생기는 발열을 없앨 수 있습니다. 그래서 초전도체를 연구하시는 분들은 상온에서 초전도 현상을 볼 수 있는 물질을 찾고자 끈임없이 연구중에 있죠.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
초전도 현상은 전자가 특정한 방식으로 짝을 이루어 전기 저항 없이 흐르는 상태로 극저온에서만 가능합니다 한동안 상온 초전도체에 대한 논의로 많은 논란이 있었지만 추가 실험에서 성공을 하지 못해 현재는 상온 초전도체는 실팰했다고 알려져 있습니다
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
초전도 현상은 특정 물질이 매우 낮은 온도에서 전기 저항이 완전히 없는 상태로 전류를 흘려보낼 수 있는 현상입니다. 상온에서는 일반적으로 초전도 현상이 일어나지 않습니다. 따라서, 초전도 현상을 관찰하려면 매우 낮은 온도, 일반적으로는 액체 헬륨 온도인 4K이하의 온도가 필요합니다.
초전도 현상은 1911년 영국의 연구자 헤일스 로렌스에 의해 처음 관찰되었고, 이를 설명하는 이론은 1957년에 발표된 바르덴-쿠퍼-슈리퍼이론입니다. BCS 이론은 전자들이 격자진동과 상호작용하여 전류를 전달하는 동안 에너지 손실이 없도록 설명합니다. 이를 통해 초전도체가 전기 저항이 없이 전류를 흘려보낼 수 있는 것으로 이해할 수 있습니다.
초전도는 고체 물질에서 주로 관찰되며, 많은 금속 및 합금, 산화물, 카본나노튜브와 같은 다양한 물질에서 발견됩니다. 초전도의 실용적인 응용 분야에는 자기 고리 형성, 강력한 자기장 생성, 정밀 계측 장치, 고속 전기 전송 등이 있습니다.
상온에서 초전도 현상이 일어나기 위해서는 특별한 종류의 초전도체가 필요합니다. 일반적으로 초전도 현상은 매우 낮은 온도에서 일어나는데, 이는 온도가 낮아짐에 따라 전기 저항이 완전히 사라지는 현상을 말합니다. 이를 영국의 물리학자 헤일(H.K. Onnes)가 1911년에 처음으로 발견하였습니다.
하지만 최근에는 상온에서도 초전도 현상이 일어나는 특별한 초전도체들이 발견되었습니다. 이러한 초전도체들은 일반적인 초전도체보다 훨씬 높은 온도에서도 초전도 현상을 나타내는데, 이를 "고온 초전도체"라고 부릅니다. 대표적인 고온 초전도체로는 YBCO(Yttrium Barium Copper Oxide)와 BSCCO(Bismuth Strontium Calcium Copper Oxide) 등이 있습니다.
고온 초전도체들은 일반적인 초전도체보다는 여전히 낮은 온도에서 작동합니다. 일반적으로 액질화 헬륨(Liquid Nitrogen) 온도인 약 -196도씨(77K) 이하에서 초전도 현상이 나타나기 때문에, 여전히 상당히 차가운 온도에서 작동해야 합니다. 그러나 이전에 발견된 초전도체들보다는 훨씬 더 높은 온도에서 초전도 현상이 나타나기 때문에 실용적인 응용 가능성이 높아졌습니다.
고온 초전도체의 발견은 초전도체 기술의 발전을 촉진시키고, 전기 전달의 효율을 높이는데 큰 기여를 하고 있습니다. 그러나 아직까지도 상온에서 완전한 초전도 현상을 나타내는 물질을 찾는 것은 어려운 과제이며, 초전도체 연구는 계속해서 진행되고 있습니다.