대기 초전도체란 무엇이며 LK에 대해 화제가 되는 이유

초전도성은 잠시 시간을 보내고 있습니다. 저항 없이 전기를 운송하는 기술을 개발한다는 개념은 에너지 산업에 혁명을 일으키고, 폐기물을 줄이고, 요금을 낮추며, 지구 온난화를 억제하는 데 도움이 될 수 있는 잠재력을 갖고 있기 때문에 매우 흥미롭습니다. 그러나 초전도성은 지금까지 -269C(-452F)와 같은 극한의 온도나 압력에서만 달성되었으므로 병원 MRI 스캐너와 같은 소수의 값비싼 응용 분야에만 사용이 제한되었습니다. 이것이 올해 최초의 상온 초전도체 기술 발견에 대한 획기적인 주장이 세계의 주목을 받고 한국과 중국 특정 주식의 급등을 촉발한 이유입니다. 일부 과학자들은 LK-99 초전도체에 대해 심각한 의구심을 표명했지만, 우리가 알고 있는 삶을 변화시킬 수 있는 잠재력 때문에 이 개념은 존경받는 연구자부터 Twitch 스트리머, TikTok 유명인에 이르기까지 모든 사람에게 집착이 되었습니다.

1. 초전도체란 무엇인가?

전기의 변덕스러운 특성은 벤자민 프랭클린(Benjamin Franklin)과 니콜라 테슬라(Nicola Tesla) 같은 사람들을 매료시켰습니다. 정상적인 상황에서는 전자가 서로 부딪혀 열이 발생하고 전력이 감소하기 때문에 전기를 한 곳에서 다른 곳으로 보내기가 어렵습니다. 초전도체는 특정 조건에서 저항이 거의 0인 상태로 전기를 전도하는 물질입니다. 현재 그들은 극한의 냉각이나 극한의 압력 하에서만 그러한 특성을 나타내는 것으로 알려져 있습니다. 1911년에 수성은 이러한 특성을 지닌 것으로 발견된 최초의 물질이 되었습니다. 그 이후로 금속 합금, 세라믹 및 기타 재료는 저항이 거의 0이지만 과냉각된 경우에만 전기를 전도하는 것으로 밝혀졌습니다.

2. 상온초전도체란 무엇이며 왜 중요한가?

실온, 대기압 초전도체는 저항 없이, 거의 절대 영도까지 냉각되거나 엄청난 압력이 필요하지 않고 전기를 전도할 수 있습니다. 이 물질을 만들고 크기를 조정하면 전기 운송에 혁명을 일으키고 온실가스 배출을 줄일 수 있습니다. 예를 들어 재생 가능한 태양광 또는 풍력 에너지는 큰 손실 없이 먼 거리에 걸쳐 전송될 수 있습니다. 그들은 전자기학을 사용하는 모든 것의 생존 가능성을 극적으로 향상시킬 수 있으며 상업적으로 실행 가능한 핵융합로의 개발을 가속화할 수 있습니다. Science 저널에서는 이를 “모든 재료 과학 및 응집 물질 물리학에서 가장 추구하는 목표 중 하나”라고 언급했습니다.

3. 현재 초전도체는 어떤 용도로 사용되나요?

이는 의사가 연조직을 검사할 수 있도록 일부 자기공명영상(MRI) 기계에서 코일을 만드는 데 사용할 수 있는 강력하고 효율적인 전자석을 만드는 데 사용됩니다. 초전도 자석은 일본에서 자기 부상을 통해 열차를 레일 위로 들어 올려 마찰을 제거하는 데 사용됩니다. 이러한 초전도 자석은 CERN의 대형 강입자 충돌기와 같은 입자 가속기 및 핵융합 연구의 핵심이기도 합니다. Microsoft Corp. 및 Alphabet Inc.의 Google에서 제작하는 것과 같은 양자 컴퓨터도 초전도체에 의존합니다.

4. 초전도가 어려운 이유는 무엇입니까?

초전도체에 대한 많은 연구는 물질이 급격하게 냉각될 때 물질 내부에서 일어나는 일에 대한 이론을 중심으로 이루어졌습니다. 최근 과학자들은 다양한 조건에서 작동하는 초전도체를 생성할 수 있는 원자 배열과 물질의 화학적 특성을 식별하기 위해 컴퓨터 모델링을 사용했습니다. 그러나 테스트가 필요한 가능한 조합은 엄청나게 많습니다.

5. 새로운 주장은 무엇입니까?

서울 소재 양자에너지연구센터와 한국과학기술연구원 재료과학자들이 작성한 두 편의 논문에서는 “세계 최초로” 상온 초전도 물질을 합성했다고 주장했다. LK-99라고 불리는 이 화합물은 납, 인, 산소로 구성되어 있습니다. 연구원들은 물질을 냉각하거나 압력을 가하지 않고도 전기가 흘려보낼 때 또는 자기장에 노출될 때 물질이 어떻게 반응하는지 보여줌으로써 LK-99의 초전도성을 입증했다고 주장합니다. 논문은 출판 전 공유되었습니다. 이는 해당 작업이 전문 동료의 검토를 받지 않았다는 것을 의미합니다. 그러나 이 논문은 전 세계적으로 연구자와 연구실이 결과를 재현하려는 시도를 하도록 자극했습니다. 적어도 한 사람이 자신의 노력을 Twitch에서 실시간 스트리밍했습니다.