2023. 7. 30. 08:38ㆍMaterial,Resources,Element
초고속 통신과 교통수단을 만드는 원천기술
초전도체는 특정 온도 이하에서 전기 저항이 0이 되는 물질입니다. 초전도체는 1911년 네덜란드의 물리학자 케임링 온네스(Kamerlingh Onnes : 1911년 초전도 현상을 발견한 공로로 1913년 노벨 물리학상을 수상)가 수은을 액체 헬륨으로 냉각시켜 발견했습니다. 초전도체는 전기 저항이 0이 되기 때문에, 초전도체를 통해 전류가 흐를 때는 전혀 열이 발생하지 않습니다. 또한, 초전도체는 자기장을 0으로 만드는 마이스너 효과를 나타냅니다. 현재까지 초전도 현상은 절대온도 0에 가까운 영하 270도 저온 환경에서 관찰되었습니다.
초전도체는 다양한 분야에서 응용될 수 있습니다. 초전도체를 이용하여 전기 에너지를 저장하거나 전송하는 장치를 만들 수 있습니다. 또한, 초전도체를 이용하여 자기 부상 열차를 만들 수 있습니다. 초전도체는 고속 컴퓨터와 초고속 통신 장치의 개발에도 활용될 수 있습니다. 상온 초전도체는 모든 이의 꿈으로 상온 초전도체 기술이 상용화만 된다면 전기 손실이 없는 초고효율 전력망과 양자컴퓨터가 실연되는 꿈의 물질입니다. 지금까지 수많은 연구가 이루어졌지만 조작이나 부실로 인해 인정받지 못하고 있었습니다. 마치 연금술과도 같은 초전도 물질개발은 과학자들의 도전 과제이기도 하지만 완벽한 기술이 발견되면 지구의 역사가 바뀔만한 기술이 될 예정입니다. 초전도체에서는 전기 저항이 0가 되므로 회로 안에 전류가 흐르기 시작하면 영원히 전류가 흐르게 됩니다. 초전도체 안 전류의 수명은 최소 10만년 이론상 10의 천만제곱 초로 영원한 전류를 얻게 되는 것입니다.
현재까지 가장 높은 온도에서 작용하는 초전도체는 임계온도 25K 이하인 경우이며 그보다 높은 온도에서 발견되는 초전도 현상을 완벽하게 설명하는 이론이 없어 상온에서 초전도체 기술이 나올 경우 노벨 물리학상은 따놓은 당상이라고 합니다.
사진에 나온 공중부양이 가능한 이유는 초전도체의 특징인 마이너스 효과때문입니다. 마이너스 효과는 외부 자기장이 초전도체 내부를 침투하지 못하는 현상을 말합니다. 외부 자기장이 있을때 초전도체 내부에 초전류가 형성되고 반대방향의 자기장을 만들어 외부 자기장을 모두 밀어내면서 공중부양하는 사진을 볼 수 있게 됩니다.
초전도체의 특징은 다음과 같습니다.
전기 저항이 0이다.
자기장을 0으로 만든다.
초전도체를 통해 전류가 흐를 때는 전혀 열이 발생하지 않는다.
초전도체는 매우 낮은 온도에서만 초전도성을 나타낸다.
초전도체의 응용 분야는 다음과 같습니다.
전기 에너지 저장
전기 에너지 전송
자기 부상 열차
초고속 컴퓨터.양자컴퓨터
초고속 통신 장치
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