상온 초전도체가 뭔지, 한국 연구진이 정말 그걸 만들었는지 알아보려고 해.
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주간지 121호I 2023.8.17
이미행복벗, 안녕. 정리몬ߑ¾이야. 영화 ‘아바타’ 본 적 있어? 여기선 인류가 원주민인 나비족과 막 싸우잖아. 외계 행성 판도라에서 희귀 물질 ‘언옵테늄’(얻을 수 없는 물질)을 차지하려고. 그곳에선 언옵테늄의 힘으로 거대한 섬이 둥둥 공중에 떠다니지.ߘ®
굉장한 이 물질, 영화 속에만 있는 건 아니야. 과학자들이 만들려고 노력하고 있거든. 무려 100년 동안. 그 이름은 바로 ‘상온
초전도체’.
요즘 전 세계가 상온
초전도체로 난리잖아. 한국 연구진이 이걸 만들었다고 발표했으니. 몇몇 한국 사람은 ‘국뽕’이 차오르는 짤들도 쏟아냈고. ‘빈 살만이 한국에 와서 머리를 조아리게 될 거다’ ‘여의도를 공중에 띄울 수 있게 된다’. 근데, 상온
초전도체가 아니란 세계 과학자들의 반박으로 김이 팍 새버렸고.
이런 난세에 휘클리가 나서지 않을 수 없겠지?ߘ 이번주 휘클리에선 상온
초전도체가 뭔지, 한국 연구진이 정말 그걸 만들었는지 알아보려고 해. 특별히 물리학과 교수님을 모셔서, 똑 부러지게 알려줄테니 기대하라고~ 그럼 출발해볼까?ߛ¸
ߓ h_weekly, 빠르게
- 한 번 물어봤다:LK-99는 사기일까? + 이벤트 알림
- 안 읽으면 손해다:지구건강식단, 사망 위험 25% ↓ 外
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ߓLK-99는 인류의 구원자?
✔️ 열차도 공중부양 시키는 ‘마이스너 현상’
- 상온
초전도체가 뭔지 알려줄게. 먼저 ‘전도체’(전할 傳, 인도할 傳, conductor)란 전기⚡나 열ߔ¥을 통과시키는 물체를 말해. 철이나 구리 같은 금속은 전기를 잘 전달하는 전도체야. 유리나 고무(절연체·부도체)는 아니고. - 전도체가 전기(전류)를 흘려보낼 수 있다곤 하지만 100% 통과시키는 건 아니야. 전도체 안에 ‘저항’이 존재하거든.
- 전선으로 전류를 흘러보내도 저항 때문에 3~5%는 그냥 사라져. 우리나라만해도 1년에 1조원어치나. 휴대전화를 오래 사용하면 뜨거워지잖아. 전기가 열로 줄줄 새는 거지. 바로 ‘저항’ 때문.
- 근데 ‘
초전도체’는 전기 저항이 0에 매우 가까워.
초전도체로 전선을 만든다? 전기를 거의 그대로 보낼 수 있지. 사막ߏ️의 태양광 발전소에서 만들어진 전기를 멀리 떨어진 도시나 국가, 대륙으로 전기를 보낼 수 있는 거야. - ‘마이스너 현상’(마이너스 아님!)도 중요한 특징이야. 보통 자기장(자석이 만들어내는 마당)은 물체 안으로 들어가. 하지만
초전도체는 자기장이 내부로 들어오지 못하게 밀어내. 이게 마이스너 현상이지. - 그래서 자석 위에
초전도체를 올리면 서로 밀어내면서
초전도체가 붕 떠. 공중 부양처럼. 이런 원리를 이용하면 열차ߚ 를 공중에 띄워 시속 500㎞로 달리게 하는 ‘자기부상열차’도 만들 수 있어. 서울에서 부산까지 40분 만에 도착하는 거야.
✔️ 기후위기도 한방에 해결
초전도체를 쇠처럼 일상적으로 사용한다면 뭐가 달라질까? 핵융합 발전이 가능해져서 석유 같은 탄소연료를 사용하지 않아도 돼.기후 위기 문제가 해결되는 거지. 장난감차에 들어갈만한 크기의 모터와 배터리ߔ로 자동차가 달릴 수도 있어.ߘ®새로운 산업혁명이 시작되는 거야.- 이렇게 굉장한
초전도체를 지금까지 일상에서 못 쓴 이유가 있어. 바로
초전도체 특성이극한 환경에서만 나타난다는 거야. 온도를 영하 200도 이하로 낮추거나❄️, 100만 기압 이상의 압력을 가했을 때만. - ‘상온·상압
초전도체’는 ‘꿈의 물질’이야. 평범한 환경에서도 초전도 현상을 보인단 거니까. 1911년 초전도 현상이 발견된 뒤부터 수많은 과학자들이 상온·상압
초전도체를 만들려고 노력해왔지만, 다 실패했어. 꿈의 물질을 발견하면 노벨물리학상ߑ¨ߎ 정돈 몇개는 받아도 된단 말이 나와. - 그러니 한국 퀀텀에너지연구소가상온·상압
초전도체를 발견(영상 꼭 봐!)했을 때 어땠겠어. 전 세계 과학계가 들썩였지.
- 지난 7월22일, 사전출판논문 공유 사이트 ‘아카이브’(arXiv)에 ‘출판 전 논문’이 올라왔어. 연구진은납, 구리, 황, 인을 섞어 열을 가했더니 초전도 현상을 나타내는 물질이 만들어졌다고 주장했어. 바로‘LK-99’.
- 왜 LK-99이냐고? 이석배(L) 퀀텀에너지연구소 대표와 김지훈(K) 연구소장의 성을 각각 땄대. 그 뒤엔 연구를 시작한 해(1999년)를 붙였고. 이 연구를 20년 넘게 해왔단 거지.
- 근데 좀 이상해.ߤ 같은 날, 같은 사이트에비슷한 내용의 논문두 편이 올라왔거든. 일부 저자만 다른 채로. 저자들끼리 싸운 거 아니냔 추정이 나왔지.
한국이 LK-99란 기후위기 해결책을 냈다는 의미의 짤. 온라인 커뮤니티
✔️네이처 ‘응, 아니야’
- 전 세계 연구자들이 검증을 시작했어. 이 결과를 모아 세계적 권위의 학술지 네이처가 16일 기사를 올렸고. 제목은‘LK-99는
초전도체가 아니다’. - 네이처는 연구진이 착각한 거라고 판단했어. 바로 LK-99에 포함된 불순물인 황화구리 때문에. 황화구리는
초전도체와 비슷한 성질을 가지고 있거든. 전기 저항을 낮춰주고 자석 위에서 뜨는. 황화구리가 만든 현상을 초전도 현상으로 오해했단 거야. - 한국에선 주요 대학 연구자들이 모인 한국초전도저온학회가 지난 2일 ‘LK-99’ 검증위원회를 만들었어. 여기서도 ‘출판 전 논문’의 데이터와 공개된 영상만 본다면“상온
초전도체라고 할 수는 없는 상태”라고 의견을 냈고. - 하지만 최종 결론은 빠르면 다음달에 발표한대. 재현 실험 등 검증 절차를 좀더 거치겠다면서.
초전도체 아닌 세 가지 이유
- 한국초전도저온학회에 속한 ‘서울대학교 초전도 응용 연구센터’(ASC)는 유튜브 영상에서 LK-99가
초전도체로 보이지 않는단 근거를 제시했어. 세 가지로. - ①
초전도체는 임계온도(물이 수증기가 되는 100도씨처럼 물질의 상태가 변하는 온도) 이상으로 올라가면 급격하게마이스너 현상을 잃고 평범해져. LK-99의 임계온도는 영상 127도. 자기장을 밀어내며 자석 위에 떠있었는데 영상 127도 이상으로 온도가 높아졌다? 그러면 한 순간에 추락해야 해. - ߑLK-99는 온도가 올라갈수록마이스너 현상이 조금씩, 완만하게 줄었다는 거야.
- ②저항도 비슷해.
초전도체는 온도가 점점 높아지더라도 임계온도 아래라면 저항 0을 계속 유지해. 그러다 임계온도를 넘어서는 순간, 저항이 위로 팍 솟구치지. - ߑLK-99는 분명 임계온도보다 낮은데도, 온도가 높아질수록 저항이 차츰차츰 증가한단 거야. 평범한 물체처럼. 한마디로 저항 0을 유지해야 하는 온도에서도매우 높은 수준의 저항이 측정된대.
- ③
초전도체는 자석 위에 올렸을 때 공중에 붕 뜬 상태에서 움직이지 않아(플럭스 피닝현상). 자석을 이리저리 뒤집더라도 꼿꼿하게 흔들리지 않는 거지. - ߑLK-99는 펜으로 밀었더니 덜덜덜 흔들려. 완전히 자석에 붙어버리기도 하고. 이건열분해 흑연과 같은 물질들도 가진 성질이야. 얘도 자석 위에서 뜨긴 뜨거든.
ߑ이제 연구진이 왜 LK-99을
초전도체라고 공개했는지, LK-99는 사기인지 아닌지 좀더 알아보자.
자석 위 떠 있는‘반자성체’열분해 흑연. 위키미디어 코먼스
ߒ¬한 번 물어봤다
초전도체를 연구한 적 있는 박용섭 경희대 물리학과 교수에게 물어봤어.
휘클리: LK-99, 진짜 상온
초전도체인가요? 박 교수:상온
초전도체라고증명이 된 것 같진 않습니다.연구진 말은 여러 물질이 섞여 있을 수 있다고 해요.그런데 그 물질을 순수하게 정제해낼 수 있을지 모르는 데다가,정제를 해내더라도 그게
초전도체일지도 명확하지 않습니다.저는
초전도체가 아닌 걸로 보여요.
휘클리: 왜요? 박 교수:
초전도체는 임계온도 아래로 내려오면 갑자기 저항이0이 되어야 하는데,논문 데이터에선 그런 그래프를 보여주지 않아요.오히려
초전도체가 아닌 일부 물질들이 보이는 형태를 나타내죠.
초전도체는100년 이상 연구돼 왔어요.
어떤 특성을 보여야 하는지 합의가 됐는데요.
그런 기준에 미치지 못합니다. 휘클리: 데이터만 봐도 알 수 있나요? 박 교수:논문이 매우 엉성하게 작성돼 있어요.데이터를 보여주는 방식도 매우 아마추어 같고요.이론적 배경을 써놨는데,거의 의미 없는 이야기를 하고 있어요.가장 큰 문제는초전도 현상이 재현되지 않는 거예요. 휘클리: 미국, 독일, 중국 연구소들도 그 방법대로 초전체를 만들어보려 했는데 안 됐단 거죠? 박 교수:예.논문이 사실이면 다른 연구기관이 LK-99를 만들어낼 수 있어야해요.물론 복제양 돌리처럼 수년간 재현에 실패해서 사기 논란까지 일었다가 결국 재현이 되는 경우도 있긴 합니다.하지만LK-99는 달라요.만들기 그렇게 복잡한 물질이 아니에요.게다가 더 간단히 상온
초전도체인지 아닌지 밝힐 수 있는 방법도 있어요. 휘클리: 뭘까요? 박 교수:연구소가 자기들이 잘 만든 시료를 다른 연구기관에 제공해서
초전도체인지 확인해보도록 하는 거죠.그런데 그렇게 하지 않죠.왜 그러는지는 모르겠어요.세상엔 워낙 다양한 생각과 욕망,목표를 가진 사람들이 있으니까요.
휘클리: 왜 아카이브에 데이터를 올렸을까요? 보통 논문을 학술지에 내서 검증받잖아요.
박 교수:아카이브는 누구나 올릴 수 있는 공간입니다.
여기엔 영구기관(에너지 공급 없이 영원히 움직이는 상상 속 기계)을 만들었다고 주장하는 논문도 있을 거예요.그렇다고 아카이브가 필요 없단 건 아니에요.경쟁이 치열한 주제에 대해서 자기가 이 발견을 먼저 했다는 걸 기록으로 남겨두려고 아카이브에 먼저 올리기도 해요.그 다음에 시간을 들여서 학술지에 투고해 동료 학자의 검증을 받고 게재하는 거죠. 휘클리: LK-99처럼
초전도체를 만들기 위해 여러 연구소가 치열하게 경쟁하고 있었나요? 박 교수:그렇지 않았죠. 그보단 연구진 내에서 이견이 있었을 가능성이 있어요.이게 진짜 상온
초전도체면 노벨상감이잖아요.그러면 같이 일하는 사람들 사이에서 다양한 욕망이 충돌했을 수 있겠죠.논문 두 개가 거의 동시에 올라왔는데,논문 저자가 서로 다르잖아요.내부에서 완전히 합의가 안 된 상황에서 서로 학문적 우선권을 주장하려다 보니, 덜 익은 상태로 게재를 한 게 아닌가 싶어요.물론 이대로라면 잘 익혀서 냈다고 하더라도
초전도체로 보기는 힘들었겠지만요. 휘클리: 국내 연구진들은 검증을 어떻게 하게 되나요? 박 교수:학회에선 논문에 나온대로 시료를 만들어보거나,당사자에게 시료를 제공받아서 상온
초전도체인지 아닌지 판단할 걸로 보여요.그런데 학회에서 상온
초전도체가 아니라고 결론 내리면 원저자들 쪽에서 ‘너네들이 잘못 만들어서 그런 거야’라고 반박할 수 있겠죠.그러니 당사자에게 시료를 제공받아서 검증하는 게 더 나을 거예요. 휘클리: 그러면 논란이 끝날까요? 박 교수:학회는 법원이 아니잖아요.
검증 결론이 판결처럼 구속력이 있거나 하지 않아요.다만 신뢰받는 연구자들이 모여서 내린 결론이니 많은 분들이 믿어주시리라 기대하는 거죠.하지만 ‘그래도LK-99는 상온
초전도체다’라고 생각하는 사람은 여전히 있을 거예요.정명석, 허경영,황우석을 여전히 믿는 사람도 있잖아요.‘지구가 평평하다’, ‘아폴로13호가 달에 안 갔다’고 믿는 사람도 있는 판에LK-99가 상온
초전도체라고 끝까지 믿는 사람이 없겠어요?
영화 ‘아바타’에 나오는 공중 부양섬
휘클리: 연구진이 황우석처럼 사기를 친 건 아닐까요?
박 교수:연구에서 사기라면 황우석처럼 데이터를 조작하는 걸 말해요.저항이0으로 안 갔는데,간 것으로 그래프를 그리면 사기죠.하지만 사람들이 속아넘어갈 정도로 데이터를 예쁘게 그리진 않았어요.사기로 데이터를 조작했을 가능성은 낮다고 봅니다. 휘클리: 그러면요? 박 교수:저는 착각이나 욕심이 앞선 건 아닌가 싶어요.연구진이초전도 연구에 충분한 경험이 없어서, 실험 결과를 초전도 현상이라고 잘못 해석했을 수 있단 거죠.지나친 확신을 가졌거나요.연구 경험이 적거나,좋은 연구 결과를 내야 한다는 강박을 가진 사람들이 연구를 원하는 방향으로 몰고 가곤 하죠.물론 제 추측이고 실상은 알 수 없지만요. 휘클리: 지금 과학자들은 어떤가요? 거의 결론이 났으니 끝났단 분위기인가요? 박 교수:이런 흥미로운 물질이 나오면 관련 분야의 과학자들은 각자 직접 재현해 보려고 해요. ‘3일이면 나도 만들 수 있을 거 같은데?해보지 뭐’하는 거죠.LK-99도 전 세계 여러 그룹에서 재현하고 있을 거에요. 만약 가능성이 높다고 하면수십명이 달라붙어서 약간씩 조건을 다르게 해 샘플을100개씩 한번에 만드는 것도 불가능하지 않거든요.휘클리: 왜 그러는 거죠? 박 교수:발견한 사람도 모르는LK-99의 특성이 있을 수 있잖아요.그걸 먼저 찾아낼 수도 있죠.LK-99하고 비슷한데 다른 물질을 먼저 찾아낼 수도 있고요.초전도 특성을 더 쉽게 잘 나타내는 비슷한 물질이 있을 수 있잖아요.누군가가 이 쪽 방향으로 뭐가 있다고 하니,다들 그쪽으로 파보는 거죠. 휘클리: 국외 연구소들도 그러고 있군요.
박 교수:그렇죠.여러 연구소에서 재현을 해보는데,다들 재현이 잘 안 된다고 하면 점점LK-99는
초전도체가 아닌 것 같단 컨센서스(합의)가 형성되는 거죠.그렇게 될 때까지 기다리면서 지켜보면 되는 일이거든요.그런데 상온
초전도체가 워낙 꿈의 물질이다 보니,일반인까지 지나치게 관심을 가지고 이게
초전도체가 맞냐,주식은 뭘 사야 하냐 묻는 상황이 된 거죠. 휘클리: 교수님 아는 사람이
초전도체 테마주에 투자하고 싶다고 한다면 뭐라고 하실래요? 박 교수:하지 말라고 말려야죠.그 돈 그냥 저한테 달라고 해야죠.이 주식판이란 게 얼마나 어이가 없는지 이
초전도체 테마주 사태가 보여줘요. 서남이란 회사를 아세요? 휘클리: 서남요? 박 교수:이번에
초전도체 테마주로 묶인 회사예요.초전도 전선을 만듭니다. 20년 가까이 연구해왔어요. 2019년부터 액체 질소로 초전도 상태를 유지하는1㎞ 길이의 송전선을 시범적으로 운영하고 있어요.
그런데 만약LK-99가 진짜 상온
초전도체면, 이 회사는 망하는 겁니다.지금까지 연구해온 게 의미가 없어져요.그런데 서남이LK-99테마주라면서 주가가 올라요. 휘클리: 황당하네요.
박 교수:초전도 전선에 사용되는 고온
초전도체를 만들 수 있단 연구가 나온 게1987년이에요.이제30년 정도 되어 가는데,아직1㎞ 송전선 실험하는 단계예요. LK-99가 상온
초전도체라고 하더라도실생활에 적용될 수 있는 수준까지 가는 데 얼마나 시간이 걸릴지 몰라요.적용할 수 있을지 조차도요. 휘클리: 갈 길이 진짜 머네요.
박 교수:상온
초전도체 물질을 발견했다고 해도 사용하기는 어려울 수 있어요.
전기를 조금만 흘려보내도 초전도 상태가 깨진다거나, 쇠처럼 구부리거나 늘리는 가공이 안 될 수도 있고요.
지금 테마주 투자하는 분들이 자식에게 물려주겠단 생각으로 50년, 100년을 바라보고 투자하는 건 아니잖아요.
유튜브 같은 데 나와서LK-99 가지고 떼돈 벌 수 있다고 이야기하는 사람들은 다른 목적이 있다고 보시면 됩니다.
휘클리: 다른 목적이요? 박 교수:
초전도체 테마주를 미리 사놓고, LK-99가 상온
초전도체라고 계속 띄우는 거죠.그러면 개미 투자자들이 와서 막 사고, 주가가 오르면 바로 팔고 나가는 게 불가능할까요?지금 그런 사람이 없을까요?