단축키
Prev이전 문서
Next다음 문서
단축키
Prev이전 문서
Next다음 문서
초전도체는 오늘날 물리학자들이 가장 활발히 연구하는 주제 중 하나입니다.
상온에서 작동하는 초전도체를 만들면 손실 없는 전력 손실, 개쩌는 출력을 내는 모터, 둥둥 떠다니는 자기부상 자동차를 만들 수 있거든요.
이미 MRI 나 자기부상 열차 같은 곳에서 쓰이고 있기도 합니다.
오늘은 초전도체의 원리를 쉽게 설명해보도록 하겠습니다.
비정기적으로 물리 이슈들을 쉽게 설명하는 글을 연재하겠습니당.
대부분의 고체는 이런 식으로, 원자들이 주기적인 구조 (lattice) 를 이루고 있습니다.
주기적인 구조를 이룬 원자를 배경으로, 금속의 전자들은 거의 자유롭게 흘러다닐 수 있습니다.
그런데 우리는 중학교 시절 V = IR 이라는 옴의 법칙을 배웠습니다.
즉, 전자들이 완전히 자유롭게 흘러다닌 것이 아니라 '저항'을 받으며 흘러다닌 뜻입니다. 이러한 저항은 왜 생길까요?
간단히 설명하자면, 원자들이 제자리에 있지 않고 부르르르르르 떨기 때문입니다.
원자들은 절대 0도 이상의 온도에서, 김상식의 축구를 본 매붕이들처럼 부들부들 거립니다.
전자들은 자유롭게 흘러다니다가, 부들거리는 원자에 부딪힙니다. 이것이 금속에서 저항이 생기는 주된 원인입니다.
길을 걷는데 옆에 가로수가 부르르 진동해서 부딪힌다고 생각하시면 됩니다.
그런데 충분히 낮은 온도에서는 존버단처럼 원자들은 덜 부들부들 거립니다.
그리고 사실 원자라고 표현했지만, 주기적으로 배열된 놈들은 원자가 아니라, (+) 극성을 띄는 이온입니다.
왜냐하면, 원래 중성이었던 놈들이 (-) 전하를 띄는 전자들을 자유롭게 풀어주어서, (+)가 되었거든요.
이러한 조건이 만족 되었을 때, 전자 하나가 이온 근처를 지나간다고 생각해볼게요.
(-) 극 전자를 띄던 전자는 (+) 극 전자를 띄는 이온에 주는 인력을 받을 거고, 이온은 위 그림처럼 평형 위치보다 휘어지게 될 거에요.
이 때, 우연치 않게 옆을 지나가던 다른 전자는, 휘어진 이온에 의해 보다 큰 인력을 느끼게 될 겁니다.
즉, 휘어진 이온 주변으로 전자 두 놈이 묶이게 될 겁니다.
전자들은 원래 (-) 극인 서로끼리 밀어내는 존재입니다.
그런데 이온의 도움으로, 전자들은 마치 전북과 김상식처럼, 붙어다니게 되었어요.
이렇게 붙어다니는 전자를 Cooper pair 라고 부릅니다.
그리고 이렇게 형성된 Cooper pair 는 더 이상 이온의 진동에 의한 저항을 느끼지 않습니다.
Cooper pair 에게 이온은 더 이상 부들거리느라 걸리적 거리는 존재들이 아니라, 전자를 붙어다니게 해주는 고마운 존재들이거든요.
지금까지 설명드린 내용은, 물리학 역사상 가장 성공적인 이론 중 하나인 BCS 이론입니다.
이 아저씨들은 이걸로 최초로 초전도체의 원리를 설명해서 노벨상을 탔습니다.
1906?년인가 최초로 발견된 초전도체 원리를 설명하는데까지 반 세기나 걸렸습니다.
감사합니다.
번호 | 제목 | 글쓴이 | 날짜 | 조회 수 |
---|---|---|---|---|
공지 | 덕질 공통 이용규칙 및 안내 (업데이트중+ 2024-04-13) | 😀컴덕824 | 2024.04.14 | 5099 |
공지 |
1000P를 모으면 다이소 상품권 1000원을 신청할 수 있습니다.
![]() |
Private | 2024.02.14 | 5106 |
12503 |
세계기아지수 분포도
![]() |
😀익명533 | 2023.11.20 | 3 |
12502 |
대한제국을 방문한 외국인들이 착각한것
![]() |
😀익명584 | 2023.11.17 | 4 |
12501 |
25년 만에 일어난 기적
![]() |
😀익명850 | 2023.11.20 | 4 |
12500 |
중국이 반도체에 돈을 쏟는 이유
![]() |
😀익명739 | 2023.11.20 | 4 |
12499 |
미국 틱톡에서 유행중인 첼린지
![]() |
😀익명148 | 2023.11.20 | 4 |
12498 |
조선시대 유리등 모습
![]() |
😀익명391 | 2024.02.04 | 4 |
12497 |
우리나라와 일본의 밀 자급률
![]() |
😀익명005 | 2024.02.04 | 4 |
12496 | 그리스 국경을 넘어오는 아프간 난민들 | 익명 | 2021.08.16 | 5 |
12495 |
무서운 물폭탄 사고
![]() |
익명 | 2021.09.02 | 5 |
12494 |
지구 역사상 가장 거대했던 코끼리
![]() |
익명 | 2021.09.30 | 5 |
12493 |
인류 vs 전염병
![]() |
😀익명793 | 2023.07.12 | 5 |
12492 |
자신을 가꾸는 여성들
![]() |
😀익명878 | 2023.11.17 | 5 |
12491 |
6.25전쟁에서 미국 해군이 입은 최악의 피해
![]() |
😀익명689 | 2023.11.17 | 5 |
12490 |
2차세계전쟁 중립국들의 나치 독일 협력사례
![]() |
😀익명133 | 2023.11.19 | 5 |
12489 |
태평양에서 두 달간 조난당한 남자.jpg
![]() |
😀익명204 | 2023.11.19 | 5 |
12488 |
독일 루프트바페의 낭만
![]() |
😀익명735 | 2023.11.20 | 5 |
12487 |
잘만든 자주포 차체의 활용
![]() |
😀익명792 | 2023.11.20 | 5 |
12486 |
호랑이 종류 구별법.jpg
![]() |
😀익명429 | 2023.11.20 | 5 |
12485 |
청동기 시대 전쟁 방식
![]() |
😀익명684 | 2023.11.20 | 5 |
12484 |
브라질 남부의 이민자 구성도
![]() |
😀익명277 | 2024.02.04 | 5 |