초전도체 재현영상을 보고 질문 드립니다.
초전도체는 저항이 없는 물질을 초전도체라고 하는데 왜 자석위에서 물체를 띄우는것으로 저항이 없는 것이라고 실험영상에 나오는건지 이유가 무엇인지 궁금합니다.
자석 위에서 물체를 띄우는 것은 초전도체의 특별한 성질 중 하나를 시각적으로 보여주기 위한 실험입니다. 이러한 실험에서 물체는 자력의 반발력과 분리되어 띄워지는 것처럼 보입니다.
초전도체는 특정 온도 이하에서 전기 전류가 자유롭게 흐르는 현상인 초전도 현상을 보입니다. 이때 초전도체는 자기장과 강력한 상호작용을 하게 됩니다. 특히 초전도체 내부에서는 자기 선형성과 자기효과라는 두 가지 중요한 성질이 나타납니다.
자기 선형성 (Meissner Effect): 초전도체가 자기장에 노출되면, 초전도체 내부의 자기장과 외부의 자기장이 상호작용하여 초전도체 내부의 자기장이 상쇄됩니다. 이 결과로 초전도체 내부는 자기장을 퇴출하려 하게 되며, 자기장에 끌리지 않고 상위로 부유하는 현상을 보여줍니다.
자기효과 (Magnetic Flux Quantization): 초전도체의 자기 효과는 자기장에 둘러싸인 흐르는 전류가 양자화되는 현상입니다. 즉, 특정 양의 자기 유체가 초전도체를 둘러싸고 흐르는 전류에 대한 양자의 배수(정수 배)만큼의 자기흐름이 초전도체 안에 존재합니다. 이로 인해 외부 자기장이 변화해도 초전도체 내부의 자기 흐름은 변하지 않고, 초전도체는 자기장의 영향에서 자유로워집니다.
이러한 초전도체의 특성을 시각적으로 보여주기 위해서는, 초전도체가 자기장 위에서 부유하거나 자기장과 강한 상호작용을 보이는 실험을 수행합니다. 이러한 실험은 초전도체의 특별한 성질과 자기장과의 상호작용을 보여주기 위해 대중과 학생들에게 자연과학의 흥미를 끌기 위해 널리 활용되고 있습니다.