[News] 상온에서의 꿈의 물질 ‘초전도체’ 한국에서 1위로 직행?!

섭씨 영하 268.8도에서 전기 저항이 없어지는 ‘초전도현상’ 이제는 상온, 상압에서 개발될 수 있다는 희망이 생기고 있습니다.

한국 연구자들에 의해 고온 초전도체 물질이 개발되어 과학계에서 큰 반응을 불러일으켰습니다.

초전도 현상은 전기 저항이 사라지고 물체를 띄우는 능력인데, 그동안 극저온과 고압에서만 달성되었습니다.

이번 발표는 아직 과학적으로 검증되지 않았지만, 세계적인 과학계에서 강한 반응을 이끌고 있으며 미국과 중국의 연구 그룹들이 이미 조사를 시작하고 있습니다.

학술지 게재나 과학 검증이 부족한 점으로 인해 일부 의심도 여전히 존재하지만 해당 기술이 엄청난 기술적 효과와 경제적인 영향을 가진 발견이기에 큰 화제가 되고 있습니다.

The development of a high-temperature superconductor material by Korean researchers has caused a stir in the scientific community.

The superconductor phenomenon, which involves the disappearance of electrical resistance and the ability to levitate objects, had only been achieved before at extreme low temperatures and high pressures.

While the claim is yet to be scientifically verified, it has prompted a strong response from the global scientific community and is being investigated by research groups in the US and China.

However, some skepticism remains due to the lack of peer-reviewed publication or scientific validation. If true, the groundbreaking discovery could have enormous economic and technological implications.

[본문]

‘꿈의 물질’로 불리는 초전도체 논쟁이 뜨겁다. 전기저항이 사라지고, 물건을 공중에 띄울 수 있다는 초전도현상을 상온(常溫)ㆍ상압(常壓)에서 구현하는 물질을 우리나라에서 개발했다는 소식 때문이다. ‘사실이라면 노벨물리학상’이라는 말이 나오지만, 믿기 힘들다는 반응도 적지않다. 지금까지 초전도 현상은 극저온이나 초고압에서만 가능하다고 알려졌다. 아직 과학적 검증은 이뤄지지 않았음에도 국내외 과학계의 반응은 뜨겁다. 논쟁의 진원지는 고려대와 민간연구소기업 권텀에너지연구소다.

고려대 출신의 회사 대표 이석배 박사, 김지훈 박사, 권영완 고려대 연구교수가 그들이다. 이들은 지난달 22일 논문 사전공개 사이트인 아카이브(arXiv)에 ‘The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor’(최초의 상온ㆍ상압 초전도체)라는 제목의 논문원고를 올렸다. 논문에 따르면 이들이 만들어낸 초전도물질은 섭씨 30도, 1기압 상태에서 전기저항이 0에 가깝고, 약하지만 자석을 밀어내는 반자성(反磁性) 현상도 띄고 있다.

이들의 논문이 과학계의 핫이슈로 떠오르면서도 동시에 논쟁이 된 건, 획기적인 연구결과임에도 학계의 검증을 받기 전이기 때문이다. 전통적인 연구논문 발표 방식은 학술지에 논문을 제출하더라도, 해당 분야 과학자들의 엄격한 학문적 검증을 통과해야만 한다. 이른바 ‘피어 리뷰’(peer review)라는 방식이다.

이 과정을 통해서 연구결과가 세상에 공개된다. 하지만, 1991년 과학논문 저장 및 공개 사이트인 ‘아카이브’(arXiv)가 생겨나면서 학술지 게재 전에 아카이브에 먼저 연구결과를 올리는 연구자들이 늘기 시작했다. 연구경쟁이 치열하다 보니, 일단 검증 전이라도 공개해 연구 결과를 선점하겠다는 취지였다.

교신저자인 권영완 고려대 연구교수는 “우리가 개발한 물질은 초전도체의 특성인 전기저항이 상온에서도 0에 가깝고, 반자성 효과도 일부 보인다”며 “아카이브에 초전도 물질을 만드는 방법을 자세히 올려 검증을 받는 방식을 택했다”고 말했다. 국내외 과학계의 검증은 이미 시작됐다. 미국 로렌스버클리국립연구소(LBNL)가 ‘이론적으로 가능하다’라는 시뮬레이션 결과를 1일 공개했다. 중국 연구팀도 고려대 연구진이 제시한 상온 초전도체 재현에 성공했다는 주장을 담은 실험 영상을 공개해 관심을 끌고 있다.

초전도체(超傳導體ㆍsuperconductor)란 전기 저항이 0이 되면서 전류가 장애 없이 흐르는 물질을 말한다. 외부 자기장과 반대방향의 자기장을 형성해 반발력을 지니는 반자성(反磁性), 마이스너 효과도 보인다. 초전도체의 발견은 100년이 넘었다. 1911년 네덜란드 라이덴 대학의 물리학자 카멜린 온네스가 수은의 전기저항을 측정하는 실험을 하다가 절대온도 4.2K(섭씨 영하 268.8도)에서 전기저항이 갑자기 없어지는 현상을 발견하고, 이를 ‘초전도현상’(superconductivity)이라고 표현했다. 이 같은 성질을 이용하면, 전기에너지를 손실없이 먼 곳으로 전달할 수 있고, 특정 물질을 마찰없이 공중에 띄워놓을 수 있어 활용범위가 획기적으로 넓어지게 된다. 문제는 전세계 수많은 연구진들이 상온ㆍ상압 상태에서 초전도현상을 발견하기 위해 연구를 했지만 번번이 실패했다는 점이다.

고비용의 초저온 상태이지만 초전도 현상을 쓰는 곳은 현재도 있다. 미래 무한 에너지원이라는 핵융합발전이 대표적이다. 태양이 끊임없이 불타오르는 수소핵융합의 원리를 지구상에서 구현하려면 섭씨 1억도의 플라즈마를 만들어내야 한다. 과학자들은 여기에 초전도현상을 이용해 1억도의 플라즈마를 공중에 띄워놓는 방법을 쓴다.

그렇지 않으면 1억도의 온도를 견뎌낼 ‘그릇’이 없기 때문이다. 우리나라의 핵융합연구로(K-STAR)와 프랑스의 국제핵융합실험로(ITER)가 이 방법으로 1억도의 플라즈마를 구현해 내고 있다. 최근 세계 주요국들의 개발 경쟁이 뜨거운 양자컴퓨터 역시 초저온을 이용한 초전도현상을 쓰고 있다. 이재우 인하대 물리학과 교수(전 미래학회 회장)는 ”상온, 상압 초전도체가 만들어질 경우 전력 전송에 드는 막대한 에너지가 필요 없어지고, 반자성 효과를 이용한 자기부상 열차 등 교통수단에도 혁명이 일어나는 등 경제적 파급효과가 엄청날 것“이라고 말했다.

이긍원 고려대 디스플레이반도체 물리학과 교수는 ”초전도체는 전세계 연구자들이 연구경쟁을 벌이고 있는 분야“ 라며”이번 초전도체 아카이브 발표에 대한 과학계의 검증이 여러 곳에서 진행되고 있으나 엄격한 검증은 다소 시간이 걸릴 것으로 보인다.“고 말했다.

There is a hot debate surrounding a material called “dream material,” which has been developed in Korea and is believed to be capable of achieving the phenomenon of superconductivity at room temperature and atmospheric pressure. Superconductivity is the phenomenon of zero electrical resistance, and objects can be levitated in mid-air. This discovery has the potential to earn the Nobel Prize in Physics, but many are skeptical of its validity. It has been known that superconductivity occurs only under extremely low temperatures or high pressures. The source of the controversy lies in Kwon Energy Research Institute, a private research institute, and Korea University, where Dr. Lee Seok-bae, Dr. Kim Ji-hoon, and Prof. Kwon Young-wan are based. The trio released a draft of their paper titled “The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor” on the pre-print site arXiv on October 22. According to the paper, the superconductive material they created has electrical resistance approaching 0 at 30°C and 1 atmosphere, and exhibits diamagnetism despite being weak.

 

The paper has garnered much attention as a hot topic in the scientific community, but it is hotly debated because it has yet to undergo the strict scientific validation of the conventional research paper publication process, which involves submitting the paper to a scholarly journal and passing the rigorous academic review process of experts in the field, known as “peer review.” Since the establishment of the scientific paper storage and publication site ‘arXiv’ in 1991, researchers have increasingly posted research results on the site before submitting them to scholarly journals. Researchers have shared their research results without verification before publishing in the increasingly competitive field of academic research, with the aim of preempting their competition.

 

Kwon Young-wan, a research professor at Korea University and the corresponding author, said, “The material we developed has the characteristics of superconductivity, such as electrical resistance approaching 0 at room temperature and diamagnetism,” and “We chose to post the method of creating superconductive materials on arXiv to receive verification.” The scientific validation in Korea and abroad is already underway. On December 1, Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) in the United States released simulation results stating that it is theoretically possible. A Chinese research team has also released experimental footage claiming to have replicated the Korea University research team’s results on superconductivity at room temperature.

 

Superconductivity refers to a material in which electrical resistance becomes 0, making current flow without disruption. It also produces the diamagnetism effect, which creates a magnet opposing an external magnetic field, and the Meissner effect. The discovery of superconductivity is over 100 years old. In 1911, Kamerlingh Onnes, a physicist at Leiden University in the Netherlands, discovered the phenomenon of superconductivity when he was conducting an experiment measuring the electrical resistance of mercury and abruptly lost electrical resistance at absolute zero temperature, and named the phenomenon “superconductivity.” This property can be used to transfer electrical energy over long distances without loss, and levitate objects in mid-air without friction, thereby expanding its utilization range. The problem is that researchers around the world have repeatedly failed to discover superconductivity at room temperature and atmospheric pressure.

 

Superconductivity using expensive ultralow temperatures is still in use. Nuclear fusion power, which is considered a future source of limitless energy, is a representative example. If scientists want to reproduce hydrogen fusion, the principle of the sun burning constantly, on Earth, they must create plasma with a temperature of 100 million degrees Celsius. Scientists use the phenomenon of superconductivity to levitate the plasma in mid-air. If not, there is no container that can withstand the temperature of 100 million degrees Celsius. Korea’s K-STAR nuclear fusion research and France’s International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) have successfully implemented plasma with a temperature of 100 million degrees Celsius using this method. Quantum computers, which are fiercely competed by major countries, also use superconductivity at ultra-low temperatures.

 

Professor Lee Gyeong-won, a physicist at Inha University (formerly the President of the Future Korea Science and Technology Society), said, “If a superconductor can be made at room temperature and atmospheric pressure, the enormous energy required for transmitting power could be eliminated, and there could be a revolution in transportation, such as maglev trains that utilize the diamagnetism effect, etc., which could have significant economic ripple effects.” Professor Lee Geung-won of Korea University’s Display and Semiconductor Physics Department stated, “Superconductivity is a field in which research is fiercely competitive worldwide,” adding, “Validation of the arXiv publication on superconductivity at room temperature and atmospheric pressure is being conducted in several locations, but stringent validation is expected to take some time.”

 

[출처] : https://n.news.naver.com/mnews/article/025/0003298174?sid=105

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