반도체 능가 '초전도체' 존재 밝혀

7일 노벨 물리학상은 영하 273도에 가까우면 특별한 성질을 나타내는 초전도체와 초유체를 예측한 이론에 돌아갔다.

3명의 수상자 중 미국 아르곤국립연구소의 알렉세이 아브리코소프와 러시아 레베데프 물리연구소의 비탈리 긴즈부르크는 1950년대 저항이 사라지는 초전도체를 이론적으로 규명했고, 미국 일리노이대의 앤서니 레깃은 1970년대 점성이 없는 초유체를 이론적으로 밝혀냈다.

초전도체는 온도를 상당히 낮추면 전류가 흘러도 저항을 받지 않는 특별한 성질(초전도성)을 갖는 물체다. 특히 아브리코소프씨와 긴즈부르크씨가 제시한 초전도체는 강한 자기장 속에서도 초전도성을 잃지 않기 때문에 자기공명영상(MRI) 장치나 자기부상열차에 쓰일 수 있다. 현재 초전도 자기부상열차는 시속 550km로 일본 야마나시현에서 시험운전 중이다.

포항공대 물리학과 이성익 교수는 “반도체를 초전도체로 대체하면 인터넷의 속도가 수백 배나 빨라지고 무선통신의 도청이 불가능하며, 구리전선을 초전도선으로 대체하면 20분의 1 이하로 가늘어질 수 있다”고 말했다.

초유체는 온도가 많이 내려가면 끈적끈적한 성질(점성)이 사라지는 특별한 유체다. 예를 들어 헬륨을 영하 272도까지 낮추면 점성이 사라진다. 이 교수는 “온도를 내려 열의 효과를 없애면 물질의 고유 성질을 알아낼 수 있기 때문에 초유체는 매우 중요한 물질”이라고 설명했다.

이충환 동아사이언스기자 cosmos@donga.com