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ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅅㅂ..마지막 재업이다

일단 초전도 현상이란, 일반적으로 금속을 온도를 매우 낮추었을 때 전기 저항이 떨어지다가 어느순간 0으로 운지하는 현상이야.

존나 사기적인 현상이노?

이 그래프는 1911년 저온공학의 당시 원톱이었던 H.K.오네스가 그렸는데, 전기저항이 0,1옴 정도에서 0으로 떨어지는거 보이노?

물질의 전기저항이 0이 되는 현상은 노무노무 파격적인 현상이기에 당시 과학자들은 초전도 현상의 규명에 매진했다.

근데 아무리 해도 기존의 이론으로는 현상 설명이 불가능했다.

40년 이상 지난1950년대 마침 양자역학의 발전으로 F.Bloch의 혁신적인 Bloch 이론(Bloch 구면, Bloch 파동 등 Bloch가 집대성한 모든 이론, Bloch는 1952년 핵자기 공명현상에 대한 공로로 노벨상을 받음)으로 L.쿠퍼를 중심으로한 슈리퍼, 바르디 세 교수가

각각의 초성을 딴 BCS이론으로 증명하게 된다. 당시 이 이론은 양자이론으로만 구성된거라 이해하는 사람이 적었다고 한다. 천재 쿠퍼 이름 ㅍㅌㅊ?

이 이론의 발견 이후 초전도 현상은 너무나도 저온에서 발견되기에 실용성이 없어 이론적으로만 가치있는 현상으로 남게 된다. 하지만

약 35K이상의 고온 초전도체가 발견되면서 30K 이상의 초전도 현상은 존재가 불가능하다는 BCS이론의 이론이 빗나가게 된다.

BCS이론은 쉽게 말하면 서로 스핀이 반대방향인 쿠퍼쌍이라는 전자쌍이 함께 운동하면서 둘러싸는 양성자 틀을 변형시키면서 다시 복원되면서 전자를 팍!쏘는 이론이다.

이 설명이 틀리긴 하지만 자세한 설명은 구글 학술검색에서 'Theory of Superconductivity'라는 BCS이론이 담긴 논문을 봐라.

근데 여기서 고온 초전도체(30K이상에서 초전도 현상을 띄는 물질)이 1987년에 뮐러와 베노르교수에 의해서 알려졌는데, 이에 의해 초전도 학계가

급부상하게 된다.

설명할수 없는게 이것만이 아니다. 위에 표에서 맨 오른쪽 점 FeAs보이노? 

이게 철-비소 화합물인데 철은 자기장 내에서 자성을 띄는데 이런 자성을 띄는 물체에서는 저온 초전도체라도 설명이 불가능하다.

이렇게 아직 초전도체 학계는 이론적인 발전이 미흡하다.

고온 초전도체에 대한 이론에 갈피도 못잡고 있고, 검증되지 않은 이론이 마구 발표된다.

현재 가장 높은 임계온도(초전도 현상을 띄는 가장 높은 온도)는 150K인데, 세라믹 종류의 물질이다.

위의 표에서 왜 온도가 높아졌다가 낮아지냐면, 세라믹은 임계온도가 높긴 해도 도자기같은 물질이라 너무 잘 깨지고 쓰잘데기가 별로 없다.

그래서 저기 위에 철비소 화합물이 혁신적인 이유다.

이런 초전도체가 가진 몇가지 성질이 있는데, 그중 하나가 완전한 반자성 성질을 가지는 마이스너 효과이다.

이 마이스너 효과는 상온에서 임계온도로 넘어갈때 런던 형제에 의해서 정량화되고, 마침내 설명이 된다.

하지만 마이스너 효과에 의하면, 임계온도로 내려갈떄 초전도 현상이 일어나는 것이고, 또 이 물질의 표면으로부터 약간의 거리에서는 자기장이 0이 되지 않으므로, 자기장이 충분히 세면 초전도 현상이 사라진다.

이렇게 계속 발견되는 신비한 효과들은 계속 과학자들을 끌여들였지만 이론적인 이유로 아직 발전이 별로 없다.

요즘은 초전도 분야가 다른 분야와 융합되어 연구되고 있는데, 몇개를 알아보면

전기회로+초전도=RSFQ(초고속 양자논리소자)

고에너지+초전도=초전도 에너지 저장, NMR(핵자기공명장치, MRI)

하지만 물리학자들이 알다시피 다들 천재급 아니노? 그래서 이론이 훨씬 많긴 하지만 나도 이해를 못하고 여기에도 못쓰겠다.

또 초유체와 초전도체의 연구로 2003년에 노벨상을 받았다고 하는데 공부를 안해서 잘은 모르겠다.

이런 초전도체 분야를 연구하는 것도 가치있을것 같다만 우리나라에 그걸 연구하는 곳이 별로 없다.

전공하는 사람이 많은 뿐.

하지만 우리나라는 공대는 자연과학분야보다는 훨씬 높은 수준이라 상용화에는 세계급이노??

위의 사진은 초전도 배선인데, 우리나라가 제일 긴 초전도 배선과 상용화에 성공했다 ㅍㅌㅊ?

초전도 배선이 존나 사기인 이유는, 약 1/7의 전력이 배선도중의 저항에 손실되는데 초전도 특성덕분에 전력손실이 거의 0이 된다.

그리고 저항이 매우 낮아서 그에 맞게 매우 낮은 전압을 주어도 같은 전류를 흘릴수 있어서 감전위험도 없다.

이게 기사다.

이건 올해 중력을 매개하는 '신의 입자' 힉스를 검출한 현대물리학의 정점인 LHC 입자가속기의 ATLAS라는 부분이다.

이 부분 말고도 초전도 물질이 많이 사용되었는데, 정밀한 검출을 위해서는 자기장, 전기장 모두의 봉쇄가 필요하기에 자기장을 100% 봉쇄하는 초전도 물질을

쓴 대표적인 예이다.

또 일게이들 컴퓨터 느릴때 개빡치노? 컴퓨터 내의 전기회로들의 엄청난 양의 신호가 오가면서 저항에 의해 생기는 열인데, 저항이 0이면 열도 전혀 방출되지 않

는다. 그래서 초전도 물질로 컴터를 만들면 훨씬더 빠르다. 컴터가 전력도 더 적게 먹어서 경제적이겠지?

현재 대부분의 슈퍼컴이나 요즘 개발되는 양자컴퓨터는 정보처리 양이 매우 크므로 초전도 물질이 사용된다.

위 사진은 양자컴퓨터의 신호의 종류인데, 보통 컴퓨터는 0,1의 2개인 대신 양자컴퓨터는 전자의 up,down스핀과 0,1방식을 동시에 사용하기 떄문에 한번에 보낼수 있는 정보가 훨씬 많아진다.

AQCCC(Adiabatic Quantum Computer Component Array)로, 양자컴퓨터의 핵심 구성성분이다.

일게이들도 할짓업스면 공부나 하라 이기야!

나는 초전도 전공이 아닌 전기회로 전공으로, 혼돈회로에 대해 연구중이다. 흥미에 끌려서 공부하게 된 초전도가 재미있다.

과학은 흥미로부터 시작하고, 흥미는 나를 살게 만든다.-박사과정때 지도교수님이 해주신 말이다. 공대게이들은 돈에만 집착하지 말자.