1: "아인슈타인도 어려워한 초전도 이론...'현상'은 말한다"
2: "초전도체 발견의 규칙 "이론 물리학자를 피할 것""
3: "한국 연구진의 초전도체 발견, 진실은 실험의 '재현'에 달렸다"
국내 연구진이 '상온 상압 초전도체'를 개발한 논문을 사전논문 사이트 아카이브에 올려 전세계 과학계를 놀라게 했습니다. 초전도체는 특정한 온도 아래에서 물질의 저항이 0이 되는 현상으로, 전기를 사용할 때 저항을 0으로 줄여 에너지 손실을 최소화할 수 있어 에너지 분야에 혁명을 일으킬 수 있습니다. 또한 자석의 자기장이 내부로 침투하지 않아 공중에 붕 뜨는 현상이 일어나 자기부상열차 등에 이용될 수 있습니다.
초전도체 현상은 네덜란드 과학자 카메를링 온네스가 1911년에 최초로 발견했습니다. 그러나 그당시 알버트 아인슈타인조차 이 현상을 설명하지 못했습니다. 이후에도 초전도체를 이론적으로 설명하는 것은 어려웠지만, 특정한 물체를 낮은 온도로 냉각하면 저항이 0이 되는 현상은 분명히 관측되었습니다. 이로 인해 초전도체를 많이 발견한 브랜드 마티어스는 초전도체를 찾는 5가지 경험적 규칙을 제시하며 "이론 물리학자들을 멀리 하라"고 말했습니다. 이후 BCS 이론이 등장하면서 초전도체 이론에 조금 더 가까워졌습니다.
그런데 또 다시 이론상으로는 불가능한 온도에서 초전도체가 발견되었습니다. 취리히 IBM 연구소의 게오르크 베드노르츠와 알렉산더 뮐러는 구리 함유 화합물로 35K(섭씨 -238도) 근처에서 초전도 현상이 일어나는 '고온 초전도체'를 발견했습니다. 이론상으로는 25K를 넘는 온도에서 초전도체를 찾을 수 없다고 여겨지던 시기에 이런 현상이 발견되어 물리학자들을 놀라게 했습니다.
한국 연구진은 상온에서도 초전도체를 발견했다는 논문을 발표했습니다. 이로 인해 초전도체 발견은 다시 한 번 논란의 중심이 되었습니다. 일부 과학자들은 한국 연구진의 발표를 의심하고 있지만, 논문에는 상온 초전도체를 만드는 방법이 자세히 설명되어 있어 많은 연구자들이 이를 검토하고 실험해보기로 결심했습니다.
초전도체 발견은 이론적으로 설명하기 어렵지만, 실제로 명백한 현상이 관측되면 인정받을 수 있습니다. 국내 초전도 재료과학자인 김찬중 박사는 이를 "재현성"이라고 부릅니다. 다른 연구진들이 같은 방법으로 초전도체를 만들어낸다면, 이론적으로 설명하지 않아도 초전도체 발견으로 인정받을 수 있습니다.
한국 연구진의 발표된 논문에는 세 가지 요건이 충족되었습니다. 그러나 미국 라이스대의 더그 나텔슨 교수는 한국 연구진의 논문이 엉성하다는 지적을 했습니다. 학계에서는 여전히 논문의 진위에 대한 의문이 제기되고 있으며, 이론적 설명이 아쉽다고 비판하는 의견도 있습니다.
결론적으로 한국 연구진의 상온 초전도체 발견은 다른 연구진의 '재현'에 달려있습니다. 연구진들은 이 논문을 검증하기 위해 노력하고 있으며, 상온에서 초전도체를 만들어낸다는 발표가 사실로 확인되기를 기대합니다. 이런 초전도체의 발견이 성공한다면 에너지 분야와 다양한 기술 응용 분야에 혁신을 가져올 수 있을 것입니다. 더불어 이론적으로 설명할 수 없는 현상들이 언제나 과학의 진보에 큰 영감을 준다는 점을 기억해야 합니다.