Rti 중앙방송국 
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[*아래 글은 실제 당일 방송 내용과 차이가 있을 수 있으니 보다 정확한 내용은 방송으로 확인해주시기 바랍니다.]
지난 한 주 타이완에서 큰 화제가 되었던 최신 IT, 과학, 바이오, 의료 기술 그리고 주요 법률 이슈를 과학 기자의 시각으로 들여다보고 정리해 알려드리는 목요일 포르모사링크시간이 돌아왔습니다. 안녕하세요 포르모사링크 진행자 손전홍입니다.
지금 전세계 많은 대학교의 화학, 물리학 실험실에서는 초전도체의 재현실험을 진행하느라 바쁜 시간을 보내고 있습니다. 지난 7월 말 한국 퀀텀에너지연구소 측이 상온 초전도체를 만들 수 있는 일종의 ‘레시피’를 공개한 이후 전 세계 대학 연구소와 과학자들은 과연 이 물질이 진짜인지, 아니면 거짓인지 진위여부를 검증하기 위한 연구에 경쟁적으로 뛰어들었습니다. 컴퓨팅 시뮬레이션을 통한 결과가 ‘낙관적’이라는 연구도 존재하지만 이 물질이 확실하게 ‘초전도체’라는 결과는 아직 나오지 않았습니다.
국립타이완대학교 물리학과 왕리민(王立民)교수 연구팀도 이달 1~5일 한국 연구팀이 공개한 레시피대로 초전도체 샘플을 만든 뒤 재현 실험을 5일에 걸쳐 진행했습니다.
오늘 포르모사링크는 국립타이완대학교 물리학과 왕리민 교수 연구팀의 재현 실험은 어떻게 진행하였고, 그 결과는 어땠는지 알아보도록하겠습니다.
핵심이 되는 초전도체는 그동안 5차례에 걸쳐 노벨물리학상을 받은 과학자들이 10명 이상 나올 정도로 세계 과학계의 블루오션 연구 분야로 꼽힙니다. 1911년 네덜란드의 물리학자 카메를링 오네스는 수은을 액체 헬륨으로 영하 269도까지 냉각하는 과정에서 수은의 전기 저항이 극도로 낮아지는 초전도 현상을 처음으로 발견했습니다. 카메를링 오네스는 이 연구로 1913년 노벨 물리학상을 받았습니다. 이후로 물리학자들은 앞다퉈 초전도 현상이 일어나는 온도를 점차 높여왔고 좀 더 높은 온도에서 초전도 현상을 일으키는 물질이 발견될 때마다 노벨상이 수여됐습니다.
LK-99! 한국의 퀀텀에너지연구소 대표 연구팀 등이 해당 물질에서 초전도성을 관측했다며 초전도성을 발견한 물질의 붙인 이름입니다. 한국 연구진의 발표에 과학계가 술렁이는 이유는 1911년 네덜란드 물리학자 헤이커 카메를링 오네스가 영하 269도(℃)에서 초전도 현상을 관찰한 뒤 110년 넘게 초고압·극저온의 조건에서만 초전도체가 구현됐는데 한국 과학자들이 ‘LK-99’라는 짙은 회색 물질이 임계 온도 127도(400K)에서 초전도 현상의 두 가지 주요 특징인 제로 저항과 자기 부상 능력을 보여줬다고 발표하며 전세계적인 주목을 받게 됐습니다.
지난 3주동안 전세계 과학자들은 한국 연구팀이 발표한 ‘LK-99’ 관련 논문을 토대로 ‘LK-99’의 구조에 대한 컴퓨터 시뮬레이션 실험 또는 LK-99 재현 실험 결과를 내놓고 있습니다.
상온 초전도체의 진위를 판별하는 관건은 한국 연구진이 논문에서 공개한 ‘LK-99’의 합성 방식을 다른 연구자들이 그대로 따라해서 초전도체 특성이 나타나는 ‘LK-99’를 만들어 낸다면 과학적인 데이터에 거짓이 없다는 뜻입니다.
국립타이완대학교 물리학과 왕리민 교수 연구팀은 이달 1일~5일까지 5일에 걸쳐 재현실험을 진행했고, LK-99 재현 시료 샘플 제작 과정부터 시작해 제작된 물질에서 초전도현상이 나타나지 특성 측정, 그리고 분석까지 재현 실험의 모든 과정을 과학 기술 전문 유튜브 채널 ‘PanSci (泛科學)’에서 실시간으로 중계했습니다.
4시간 동안 이어진 5일 실시간 생중계의 경우 모든 재현 실험 과정을 실시간으로 시청할 수 있었고, 무엇보다 왕리민 교수의 친절한 설명이 함께해서 이해하기 쉬웠습니다. 이날 생중계에는 2만 명이 넘는 타이완 국민이 유튜브를 통해 재현실험 과정을 실시간으로 지켜봤습니다.
지난 5일 왕리민 교수 연구팀이 실험실에서 진행한 ‘LK-99’의 재현 실험 실시간 생중계 영상.
왕리민 교수 연구팀이 실험실에서 진행한 ‘LK-99’의 재현 실험 실시간 생중계 영상은 지난 5일 유튜브에서 공개된 이후 11일째인 오늘 17일 오후 기준으로 유튜브 조회수 55만뷰를 돌파했습니다. 생중계 시청 중 실시간으로 댓글을 남길 수 있는 채팅창에는 댓글이 500개 넘게 달린 것으로 나타났습니다. ‘LK-99’에 대한 타이완 국민의 높은 관심을 확인할 수 있었습니다.
국립타이완대학교 왕리민 물리학과 교수 연구팀의 재현실험 결과를 결론적으로 말씀드리자면 상온 조건에서 초전도 현상을 구현하는 데 실패했습니다.
왕리민 교수 연구팀이 LK-99 샘플을 만들어 공개적인 초전도성 재현 실험을 진행했지만, 연구팀이 만든 재현 시료는 초전도성이 나타나지 않았습니다.
전기 저항이 0이 되고 자기장을 밀어내는 반자성(反磁性), 초전도체가 가져야 할 필수적인 특성입니다. 왕 교수팀이 만든 물질은 약간의 반자성을 띄긴 했으나 전기 저항이 '0'이 되는 현상을 보이진 않았습니다.
왕리민 교수는 6일 CNA와의 인터뷰에서 "실험실에서 만들어 낸 물질은 약간의 반자성(diamagnetic)을 띠었지만 전기 저항이 제로가 되는 현상은 관측되지 않았다"고 말했습니다. 왕 교수는 조금은 실망했지만 절망스럽지는 않다면서 한국 연구팀이 공개한 레시피나 'LK-99' 관련 참고 자료가 부족했던 만큼 'LK-99' 의 가능성을 완전히 배제하지는 않고 있으며 온도ㆍ압력 등 조건을 변경해 추가 실험을 할 예정이라고 밝혔습니다.
한국이 쏘아 올린 상온 초전도 ‘LK-99’가 전 세계로 향했습니다. 그리고 바로 어제였는데요. 이번에는 타이완 국내 연구팀에 의해 고온 초전도체의 ‘양자 임계 이상한 금속(strange metal)’에서 양자의 얽힘 전자 흐름 상태가 어떤 과정을 거쳐 형성되는지에 대한 단서가 타이완 국내 연구진에 의해 제시됐습니다.
연구에 참여한 국립양명교통대학교 전자물리학과 종총허우 교수(오른쪽 두번째) 연구팀.[사진 과학기술위원 홈페이지]
어제 16일 중화민국 과학기술위원회(NSTC)는 국립양명교통대학교 종총허우(仲崇厚)교수와 미국의 브룩헤이븐 국립 연구소 (Brookhaven National Laboratory,BNL) 공동연구팀은 고온 초전도체의 ‘양자 임계 이상한 금속(strange metal)’에서 양자 얽힘 형성 메커니즘을 명확히 밝히는 데 성공했고, 연구결과는 2월 3일, 국제 저명 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’에 실렸다고 밝혔습니다.
오늘도 스마트해지셨나요? 이상으로 포르모사링크의 손전홍입니다.
