LK-99와 유사한 물질로 '상온 상압 초전도의 가능성'을 시사하는 논문이 등장

by Julien Bobroff / https://www.flickr.com/photos/deepfrozen/

2023년 7월 한국 연구팀이 'LK-99'라는 물질로 상온 상압 초전도를 확인했다고 주장하는 논문을 발표했고 전세계 과학자들이 검증을 실시했습니다. 최종적으로 LK-99는 상온 상압 초전도체가 아니었다고 결론지어졌지만 이 LK-99와 유사한 샘플로 상온 상압 초전도를 연상시키는 현상이 확인되었을 가능성이 있다는 논문이 2024년 1월에 발표되었습니다. 그러나 연구팀은 신중한 자세를 보이고 있으며, 어디까지나 가능성을 시사하는 데 그치고 있습니다.

New research reignites the possibility of LK-99 superconductivity at room temperature — controversial material demonstrates the tell-tale Meissner Effect up to 250 K | Tom's Hardware
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New research reignites the possibility of LK-99 superconductivity at room temperature — controversial material demonstrates th

LK-99 DejaVu? China echoes earlier claim of room temperature superconductors
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LK99 returns: China echoes earlier claim of room temp superconductors

2023년 7월 한국의 연구팀은 합성한 샘플 'LK-99'로 상온 상압 초전도를 확인했다고 보고했습니다. 이후 전세계의 과학자가 검증을 실시했으나 많은 연구조직이 LK-99의 재현을 할 수 없었고 이론적으로도 있을 수 없다고 표명했습니다. 논문을 게재한 학술지인 네이처는 논문을 철회했고 한국의 초전도 저온물리학회도 LK-99에 대해 '근거가 없다'는 견해를 발표했습니다.

이번에 발표된 논문은 LK-99와 유사한 '구리 첨가 납 아파타이트'라는 물질로 상온 상압 초전도의 실현을 목표로 하는 것이었습니다. 화남이공대학의 물리학자인 姚堯 교수가 이끄는 팀은 LK-99의 오리지널 논문에 기재된 바와 같이 고상합성법을 이용하여 시료를 합성했고 전자 상자성 공명을 이용하여 자기의 거동을 측정했습니다. 또한 중국과학원 프로세스공학연구소의 王紅陽 교수가 이끄는 팀은 수열합성법을 이용하여 시료를 합성하고 초전도 양자간섭계(SQUID)로 자가장을 측정했습니다.

논문에 따르면 王紅陽 교수 연구팀의 샘플 합성 절차를 살펴보면 인산염과 황화납을 수용액 중에 공침시켜 pH8을 유지하면서 180℃와 고압 하에서 가열하고 아르곤 중에서 900℃에서 8시간 소성하고 거기에 더해 순산소 중에서 48시간에 걸쳐 500℃에서 48시간 소성 후 상온까지 냉각했다고 보고했습니다. LK-99와 달리 유황이 포함되어 있는 것이 특징입니다.

그 결과 100K(마이너스 약 173℃), 200K(마이너스 약 73℃), 250K(마이너스 약 23℃)에서 마이스너 효과 같은 현상을 확인할 수 있었다고 연구팀은 보고했습니다.

마이스너 효과란 초전도체가 가지는 성질 중 하나로, 자기장 속에 초전도체를 두었을 때 초전도체 내에서 자기장이 밀려나 버리는 현상입니다. 두 연구팀은 각각 다른 방법으로 샘플을 합성했지만 둘 다 유사한 연구결과가 나타났다며 연명으로 논문을 발표했습니다.

다만 王紅陽 교수 연구팀은 어디까지나 마이스너 효과의 가능성이 시사되었다며 상온 상압 초전도 자체에는 신중한 자세를 보이고 있습니다. 만약 외부 자기장 반발과 같은 자기특성이 보였다고 해도 그것이 마이스너 효과에 의한 것인지는 단언할 수 없기 때문입니다.

상온 상압 초전도는 정기적으로 보고되고 있지만 모두 재현성이 낮고 인정된 사례는 없습니다. 상온 상압 초전도가 실현되면 인류의 문명은 큰 진보를 이루는 것은 틀림없지만, 그러므로 신중한 검증이 요구됩니다.