제8권 · Chapter 3 · 초전도 · 1-4

1-4. 고온 초전도와 미래 기술

여는 이야기: 물리학의 우드스톡

1987년 3월 18일, 뉴욕 힐턴 호텔. 미국물리학회(APS) 연례 학술대회에서 전례 없는 광경이 벌어졌다.

초전도에 관한 특별 세션이 열렸는데, 발표를 듣겠다고 3,000명이 넘는 물리학자가 몰려들었다. 강당에 들어가지 못한 사람들은 복도에서 모니터를 통해 발표를 지켜보았다. 세션은 저녁 7시 30분에 시작해 다음 날 새벽 3시 15분까지, 거의 8시간 동안 쉬지 않고 계속되었다.

무슨 일이 있었기에 물리학자들이 이토록 흥분한 것일까?

불과 1년 전인 1986년, 취리히 IBM 연구소의 알렉스 뮐러(Alex Müller)와 게오르크 베드노르츠(Georg Bednorz)가 란타넘-바륨-구리-산화물(La-Ba-Cu-O)이라는 세라믹(도자기와 비슷한 물질)에서 $T_c \approx 30$ K의 초전도를 발견했다고 보고한 것이다. 그리고 몇 달 뒤, 미국과 중국의 연구팀이 YBCO($\text{YBa}_2\text{Cu}_3\text{O}_7$)에서 $T_c = 93$ K을 발견했다.

93 K. 이 숫자가 왜 물리학계를 뒤흔든 것일까?

액체 질소의 끓는점은 77 K이다. 즉, YBCO는 값싸고 다루기 쉬운 액체 질소로 냉각만 하면 초전도 상태가 되는 물질이었다. 더 이상 비싸고 희귀한 액체 헬륨이 필요 없었다. 초전도의 실용화 장벽이 한순간에 무너지는 것처럼 보였다.

이 학술대회 세션은 훗날 "물리학의 우드스톡"(Woodstock of Physics)이라 불리게 된다.

핵심 질문: 고온 초전도는 어떻게 발견되었으며, 왜 아직도 물리학의 미해결 문제인가? 그리고 초전도 기술은 우리의 미래를 어떻게 바꿀 수 있는가?