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초전도체 완벽정리 (임계온도, 마이스너효과, LK-99)

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영하 269도 액체헬륨 통 속에서나 가능하다고 믿었던 일이 상온에서 벌어졌다는 소식이 전해진 날, 국내 주식시장은 하루아침에 뒤집혔다. 2023년 여름 LK-99 사태 이야기다. 결과적으로 해프닝으로 끝났지만, 초전도체 라는 물질 자체가 가진 잠재력은 여전히 진짜다. 25년째 전자회로를 설계해온 입장에서 봐도, 이만큼 산업 전체를 흔들 수 있는 소재는 흔치 않다. [초전도체의 마이스너 효과] 초전도체란 무엇인가 기본 개념 정리 초전도체는 특정 온도 이하로 냉각하면 전기저항이 완전히 0이 되는 물질이다. 여기서 전기저항이란 전류가 흐를 때 물질 내부에서 받는 방해 정도를 뜻하는데, 저항이 0이라는 건 전선 속에서 전기가 열로 사라지지 않고 반영구적으로 흐를 수 있다는 의미다. 이 현상은 1911년 네덜란드 물리학자 카메를링 오네스가 수은을 절대영도 근처까지 냉각시키다 우연히 발견했다. 이후 100여 년간 초전도 연구는 노벨물리학상을 다섯 차례나 배출할 만큼 물리학계의 핵심 주제로 자리 잡았다(출처: 서울대학교 공과대학 웹진). 회로 설계를 하다 보면 저항 때문에 발생하는 발열과 전력 손실이 늘 골칫거리인데, 저항이 아예 없는 물질이 존재한다는 사실 자체가 공학자 입장에서는 여전히 비현실적으로 느껴진다. 📌 요약 — 초전도체는 냉각 시 전기저항이 0이 되는 물질이며, 1911년 오네스의 발견 이후 100년 넘게 연구가 이어지고 있다. 임계온도와 초전도체 종류 이해 초전도체가 저항 0 상태로 전환되는 특정 온도를 임계온도라고 부른다. 임계온도란 이 온도보다 낮아지는 순간 물질이 초전도 상태로 확 바뀌는 경계값을 말하는데, 물질마다 이 값이 천차만별이다. 크게 두 부류로 나뉜다. 저온초전도체는 임계온도가 절대온도 20K대 이하로 낮아 액체헬륨(1리터당 약 5만 원 수준)으로 냉각해야 하고, 고온초전도체는 YBCO 계열 물질처럼 임계온도가 95K까지 올라가 상대적으로 저렴한 액체질소로도 작동한다(출처: 서울대학교 공과대학 웹진). ...