초전도체는 극저온에서만 가능한 이유는 뭔가요?
초전도체를 하기 위해서는 극저온에서만 가능하다는 이야기를 들었는데
극저온이면 뭔가 다 얼어 버리고 하는것 때문에 더 힘들것 같은데
왜 극저온에서만 가능한지 궁금 합니다.
안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 초전도체는 극저온에서 원자가 쌍을 이루면서 전류가 흘러도 전자가 쌍에 의해서 진동하지 않아서 저항이 발생되지 않습니다. 그래서 극저온에서만초전도체가 되는 것입니다.
1명 평가안녕하세요. 전기기사 취득 후 현업에서 일하고 있는 4년차 전기 엔지니어입니다.
초전도체가 작동하기 위해 극저온이 필요한 이유는 저항을 없애 줄 수 있는 조건을 만들어 주기 때문입니다. 물질 내부에서 전자의 움직임이 자유로워지려면 전기 저항이 사라져야 하는데, 고온에서는 원자 진동과 열에너지가 방해가 됩니다. 극저온에서는 원자의 열 진동이 최소화되면서 전자가 저항 없이 이동할 수 있는 환경이 됩니다. 그래서 초전도 현상이 나타나려면 극저온이 필요합니다. 제 답변이 도움이 되셨길 바랍니다.
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.
초전도체는 극저온에서만 발생하는 이유는 전자의 운동 에너지가 낮아져 쌍을 이루며
저항 없는 상태로 흐를 수 있기 때문입니다. 높은 온도에서는 열적 운동이 방해되어 초전도가 일어나지 않습니다.
감사합니다.
안녕하세요. 유순혁 전문가입니다.
초전도체는 극저온에서 전자가 쿠퍼쌍을 형성해 저항 없이 전류가 흐르는데, 이는 열적 진동의 영향을 최소화해야 가능하기 때문입니다. 높은 온도에서는 격자 진동이 강해 전자의 결합이 깨져 초전도 현상이 유지되지 않습니다.
극저온 환경에서는 전자와 격자 사이의 상호작용이 안정적으로 유지되며, 이로 인해 초전도 상태가 실현됩니다.
현재 연구중인 고온 초전도체는 임계 온도를 높여서 이런 한계를 극복하려 하고 있습니다~!
안녕하세요. 전기전자 분야 전문가입니다. 초전도체는 전기 저항이 완전히 사라지는 물질을 의미하고, 이는 주로 극저온에서만 발생합니다. 그 이유는 전도 전자들이 원자 격자와 상호작용하여 운동 에너지를 잃는 과정을 피할 수 있기 때문입니다. 일반적으로 재료의 온도가 낮아질수록 전자의 열 운동이 감소하고, 이는 초전도 상태를 유도하는 특별한 조건을 만들어냅니다. 저온에서 전자들은 페어를 이루어 격자의 진동과 상호작용하지 않게 되며, 이러한 전자쌍은 저항 없이 물질 내를 이동할 수 있게 됩니다. 물론, 전자쌍은 특정 온도에서만 형성되며 이러한 온도가 대부분의 초전도체에서는 극저온입니다. 일부 고온 초전도체는 상대적으로 높은 온도에서도 초전도 현상을 나타낼 수 있지만, 여전히 일반적인 환경보다는 낮은 온도가 필요합니다. 극저온 환경을 유지하는 데 어려움이 있지만, 초전도체의 이점을 고려할 때 이를 극복하고자 하는 다양한 기술적 노력이 계속되고 있습니다. 좋은 하루 보내시고 저의 답변이 도움이 되셨길 바랍니다 :)
안녕하세요. 옥성민 전문가입니다.
금속이 전류가 흐르는 이유는 자유 전자가 전하를 하고 이동하기 때문에 전류가 흐르는 것인데 금속에 온도가 절대 영도보다보다 높을 경우에는 원자의 진동에 의해서 전자가 이동에 방해를 받기 때문에 저항이 생겨서 초전도체가 안 됩니다. 하지만 극저온에서는 원자들이 진동을 안하기 때문에 전자의 이동이 쉬워져서 초전도체가 될 수 있는 것입니다. 도움이 되길 바랍니다. 감사합니다.
금속 저항들은 온도가 낮아질수록 저항의 값이 낮아집니다.
그래서 임계온도, 즉 극저온에서 많은 물질들이 극저온에서는 저항이 0이 되는 것이 발견된 것이 초전도체의 연구의 시작입니다.
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.
초전도체가 극저온에서만 작동하는 이유는 초전도현상이 특정 온도 이하에서만 발생하는 전자들의 특수한 행동에 기인합니다
초전도체는 전자가 쿠포쌍이라는 특이한 형태로 결합하여 저항없이 전류를 흐르게 하는데 이 현상은 일반적으로
임계 온도 이하에서만 가능합니다
임계온도는 각 초전도체 물질마다 다르며 이 온도 이하에서 전자들이 상호작용하여 저항없이 전류를 흐르게 합니다
이때 전자들은 서로 끌어당기면서 짝을 이루어 쿠퍼쌍을 형성하는데 이 쌍은 일반적인 전도체에서처럼 자유롭게 움직이지 않고 일종의 질서있는 상태로 움직입니다 이 현상은 온도가 높을수록 사라지며
초전도체는 임계온도 이상에서는 다시 전기 저항을 갖게 됩니다 따라서 초전도체가 극저온에서만 가능한 이유는
전자들이 낮은온도에서만 특수한 방식으로 결합하고 그로 인해 전기저항이 사라지기 때문입니다
안녕하세요. 박형진 전문가입니다.
초전도체 내부의 자유 전자들이 쌍으로 움직이며 정자들의 움직임을 방해하는 장애물이 없기 때문에 전기 저항이 0에 가까워지죠. 임계 온도 이하에서만 초전도 현상이 발생하며 임계온도는 물질마다 달라 보통 초전도체의 경우 영하 200도 이하의 극저온에서만 나타납니다.
참고 부탁드려요~
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
초전도체는 특정 온도 이하에서 전자의 저항이 완전히 사라지는 현상인데 이는 극저온에서 전자의 열운동이 거의 멈춰 쿠퍼쌍이라는 안정적인 상태를 형성하기 때문입니다. 극저온에서 전자는 양자역학적 상태로 집단적으로 이동하며 전기저항이 사라지는 초전도 현상이 가능합니다. 하지만 극저온 유지가 어려워 실용화에는 고온 초전도체 연구가 계속되고 있습니다.
안녕하세요. 조일현 전문가입니다.
극저온에서는 물질 내 전자들의 운동이 매우 느려지게 됩니다.
이 상태의 전자들은 서로 쌍을 이루어 '쿠퍼쌍' 을 형성하게 되며, 이 쿠퍼쌍들이 저항 없이 움직일 수 있게 됩니다.
이는 극저온에서는 물질의 격자 진동(포논)이 최소화함에 따라 전자들이 격자와 충돌할 확률이 줄어들어
저항이 사라지게 되는 현상입니다.
