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열을 취할 수 있는 초전도체 발견 |
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정보조사팀 |
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2005-11-14 10:56:00 |
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2,684회 |
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초전도체가 어떻게 자기장과 상호작용 하는가를 연구함으로써 피츠버그 대학의 연구원들은 고온 초전도체 재료 정복에 한발 더 다가가게 되었다. 초전도체는 전기 저항이 없는 재료들로서 강력한 자석을 만드는 데 사용되지만, 극히 낮은 온도 하에서 보존되어야 한다. 그렇지 않으면 초전도체 능력을 잃어버리게 된다. 심지어 1980년대에 발견된 “고온 초전도체”도 임계온도가 30K 부근을 의미한다.
고온에서 동작하는 초전도체를 찾기 위한 노력은 이번의 피츠버그대학의 발견에 따라 한발 더 나아간 것으로, 초전도체가 자기장에 노출되면 자기장이 자기(磁氣)소용돌이(vortex)라 부르는 얇은 튜브 모양으로 재료를 뚫고 들어간다.
각 튜브 주위에서는 전류가 회전하게 되는데, 이들 자기소용돌이들이 자신들의 패턴을 배열하여 재료의 온도가 올라가면 녹아들게 된다. 이러한 자기소용돌이들의 전환은 매우 중요하다. 초전도체가 사라지게 하는 원인이 되기 때문이다. 그러므로 가능한 한 완전히 녹는 것을 최대한 지연시키는 것이 매우 중요하다.
이 연구를 수행한 골드스미트(Goldschmidt) 박사와 쿤싱(Eduardo Cuansing) 박사 팀은 기존의 연구 결과를 재확인하면서도 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 자기소용돌이 용융 과정을 처음으로 발견하여 새로운 자기소용돌이 패턴의 증거를 찾게 되었다. “이번 실험들에서는 개별적인 자기소용돌이는 보기가 어려웠지만, 이 재료 내부에서 무슨 일이 진행되고 있는지는 알게 되었다.”고 주장하였다.
자기소용돌이들은 원주 결함(columnar defect)이라고 부르는 재료 속에 있는 길고 얇은 구멍들에 달라붙는 경향이 있는데, 피츠버그 대학의 연구원들은 이러한 자기소용돌이들이 이 같은 결함이 있는 상황에서 다르게 동작하는 것이 아닌가 하고 의심하고 있다.
그리고 이들은 구멍보다 더 많은 자기소용돌이가 존재하게 되면 자기소용돌이 재료가 온도가 상승함에 따라 한 단계가 아닌 두 단계로 녹는다는 것을 알게 되었다. 이러한 녹는 성질을 물리학자들이 이해하게 되면, 고온에서도 초전도성을 유지하는 재료들을 설계할 수 있을 것이라고 골드스미트 박사는 주장하였다. |
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