그럼에도 '상온 초전도체'가 정말이라면 세상은 어떻게 바뀔까

[하은초]

[스프] 그럼에도 '상온 초전도체'가 정말이라면 세상은 어떻게 바뀔까

2023. 8. 19. 14:03

https://v.daum.net/v/20230819140300204

[뉴스페퍼민트] (글: 이효석 뉴스페퍼민트 대표)

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"한국에는 없지만, 한국인에게 필요한 뉴스"를 엄선해 전하는 외신 큐레이션 매체 '뉴스페퍼민트'입니다. 뉴스페퍼민트는 스프에서 뉴욕타임스 칼럼을 번역하고, 그 배경과 맥락에 관한 자세한 해설을 함께 제공합니다. 그동안 미국을 비롯해 한국 밖의 사건, 소식, 논의를 열심히 읽고 풀어 전달해 온 경험을 살려, 먼 곳에서 일어난 일이라도 쉽고 재밌게 읽을 수 있도록 부지런히 글을 쓰겠습니다. (글: 이효석 뉴스페퍼민트 대표)

국내 연구진의 임시 논문으로 촉발된 상온 초전도체 논란은 전 세계의 관심을 불러일으켰지만 아쉽게도 헛소동으로 끝날 듯합니다. 세계 각국의 여러 연구진이 해당 물질은 초전도체가 아니라고 말하고 있기 때문입니다.

상온 초전도체에 사람들이 이런 뜨거운 관심을 보이는 데는 이유가 있습니다. 만약 상온 초전도체를 인류가 쉽게 만들 수 있게 된다면 이는 산업혁명 이상의 엄청난 변화를 인류가 경험하게 될 수 있기 때문입니다.

먼저 초전도체에 대해 잠깐 알아봅시다. 초전도체는 전기 저항이 0인 물질을 말합니다. 일찍이 과학에 손을 놓은 이들이라도 세상에는 전기가 통하는 도체와 그렇지 않은 부도체가 있다는 사실은 알고 있을 겁니다. 그리고 금속은 도체이며, 이들은 저항이 매우 작다는 사실도 말이죠.

그럼 초전도체는 금속과 무엇이 다를까요? 사실 금속의 저항은 매우 작지만 0이 아닙니다. 우리가 구리를 전선으로 사용하는 이유는 구리가 지구에 흔히 분포하는 물질이면서 금속 중에도 저항이 매우 낮기 때문입니다. 하지만 저항이 0이 아니기 때문에 전기를 멀리 보내기 위한 송전선은 10% 남짓한 에너지 손실이 있습니다. 즉, 초전도체로 전선을 만든다면 이런 손실을 막을 수 있겠지요.

그럼 사람들은 전기를 사용하기 시작한 이래 초전도체를 찾아왔을까요? 그렇지 않습니다. 많은 과학적 발전이 그렇듯, 초전도체가 발견된 것도 우연에 가깝습니다. 곧, 모든 물질에는 저항이 당연히 존재하기에 저항이 0인 물질이 존재하리라고는 생각하지 못했던 것이지요. 하지만 20세기 초, 우연히 영하 270도에 가까운 극저온에서 수은의 전기 저항이 0 이 되는 현상이 발견됩니다. 이후 이를 이론적으로 설명한 물리학자들은 노벨상을 받습니다.

20세기 후반, 상대적으로 고온인 영하 200도 가까운 온도에서 초전도체가 되는 물질들이 발견되었고, 이들은 고온 초전도체로 불립니다. 하지만 여전히 온도가 너무 낮았고 만들기가 어려웠기에 특수한 용도에만 사용될 수 있었습니다.

그럼 상온 초전도체, 곧 우리가 생활하는 이 온도에서 초전도 물질을 쓸 수 있게 된다면 어떻게 세상이 바뀐다는 것일까요? 기본적으로는 위에서 이야기한 것처럼 전기 저항으로 손실되는 에너지가 사라지며, 따라서 전기의 가격이 내려갈 겁니다. 전기는 수많은 공산품의 생산을 담당하기에 물가 전체가 내려가겠지요.

그렇지만 좀 더 근본적인 변화가 있을 겁니다. 위에서 말한 초전도체의 장점은 에너지를 쉽게 손실 없이 옮길 수 있다는 것입니다. 에너지는 우주의 모든 변화에 관여합니다. 생명체는 먹이를 통해 에너지를 얻고 그 에너지를 가지고 다른 먹이를 찾아 나서며 종족을 번식시킵니다. 자연 현상도 모두 에너지의 변화로 설명할 수 있습니다.

우리는 에너지를 일상의 용어로도 사용합니다. 곧, 누군가가 활기차고 힘이 넘칠 때, 그 사람에게서 에너지가 느껴진다고 말하는 식입니다. 하지만 에너지는 정확한 정의가 있고 측정할 수 있으며 크기를 계산할 수 있는 물리량입니다. 어떤 질량의 물체가 특정한 속도로 움직일 때 운동 에너지를 계산할 수 있으며, 물체의 온도를 높이기 위해 필요한 열량을 계산할 수 있고, 물체를 움직이거나 데우기 위해 필요한 전류와 전압을 계산할 수 있습니다.