초전도 | 과학문화포털 사이언스올 - Part 2

초전도

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양자컴퓨터는 양자역학적 원리에 따라 작동되는 미래형 컴퓨터다. 이 컴퓨터가 실용화된다면 기존 컴퓨터로 100만년 이상 걸리는 암호화 프로그램을 한 시간 이내에 처리할 수 있을 것으로 추정되고 있다.

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미국의 물리학자. J. 바딘, J. R. 슈리퍼와 함께 초전도(超傳導) 현상을 해명하는 이론(BCS이론)을 제창해 3명이 함께 1972년 노벨 물리학상을 수상했다.

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프랑스의 물리학자, 1991년도 노벨 물리학상을 받았다.

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“비입자(unparticles)”라고 불리는 가상의 물질 형태가 저항 없이 전기를 전도하는 특정 물질의 능력인초전도에 중요한 역할을 할 것이라고 독일의 물리학자들이 제안했다. 독일 드레스덴 막스 플랑크 연구소 복잡계 물리 연구소(Physics of Complex Systems)의 James LeBlanc(LeBlanc은 현재 미국 앤하버의 미시간 대학에 재직 중이다.)과 Adolfo Grushin은 New Journal of Physics 최근호에 비입자 매개 초전도에 대한 연구 논문을 발표했다. “초전도의 모든 형태를 이해하는 것은 여전히 현대 물리학의 성배 중 하나로 남아있다. 이러한 놀라운 현상이 어떻게 일어나는지에 대한 방법을 새롭게 제안하는 것은 물질의 초전도 방식에 대한 지식의 영역을 넓히기 위한 노력일 것이다. 비입자가 초전도에 기여하는 방법을 확인함으로써, 우리는 비입자를 찾기 위한 새로운 가능성에 대한 도전과 더불어, 초전도 입자의 기이한 행동을 좀 더 자세히 탐구할 수 있다. 또한, 우리의 참신하고 광범위한 접근 방식은 새로운 유형의 초전도를 자연에서 찾고자 하는 다른 과학자들에게 영감을 불러일으킬 수 있을 것”이라고 Grushin이 말했다.

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코넬 대학의 이론학자들과 실험학자들이 응집 물질 물리가 직면한 주요한 도전에 답을 제시하기 위한 연구를 공동으로 수행했다. “이례적인” 초전도가 왜 일어나는지에 대한 명백한 증거를 식별하는 그들의 연구는 12월 22일 자 Nature Physics 온라인판에 발표되었다. 코넬 대학의 물리학부 조교수인 Eun-Ah Kim이 이끄는 이 연구에는 실험학자인 문리대의 J.G.White 석좌교수인 J.C.Seamus Davis가 참여하였다. 연구진은 자유 흐름의 무저항 전자쌍을 위한 길을 열어주기 위하여, 쌍을 만들어, 그들의 호스터 재료(host material)가 야기 (이 경우에는, 리튬, 철, 비소라고 불리는 고온 초전도)하는 전자의 구체적인 변동을 판별하는 “증거”를 분리하였다.

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과학자들은 처음으로 유사갭(pseudogap)이라고 알려진 신비한 물질의 상이 고온 초전도체와 경쟁한다는 첫 증거를 발견하였다. 이런 유사갭은 전자쌍을 이룰 수 있는 전자를 빼내 물질이 100%의 효율로 초전도가 되는 것을 방해한다. 이 결과는 스탠퍼드 대학과 미국 에너지부 소속 SLAC의 국립 가속기 연구소의 연구진에 의해서 얻어졌으며, 마침내 유사갭이 초전도 현상에 도움이 되는지 방해가 되는지를 밝혀낼 수 있게 되었다.

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물체 내부에서 전하가 이동하며 전류를 발생시켜 전기에너지가 전달되는 현상을 전기전도라고 한다. 이때 물체의 온도가 0K에 접근하면 물체 내부 저항이 없어져 전류가 방해 없이 흐를 수 있는데, 이 현상을 초전도라고 한다.

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이번 외계인은 흔히 결정생물 내지 규소생물이라고도 불리는 유형이다. 이러한 형태의 생명이 존재할 가능성에 대한 추론의 근거는 무엇일까? 우주에는 우리에게 익숙한 상온과는 비교할 수 없을 만치 추운 동토(凍土)의 천체들(행성, 소행성, 혜성, 유성)이 압도적으로 많다. 이처럼 우주에 널리고 널린...