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올해 초 큰 화제가 됐던 세계 최초 상온 초전도체 발견 논문의 신뢰성에 또다시 의문이 제기되고 있습니다. 에너지 혁명을 일으킬 수 있는 '꿈의 물질'의 발견 및 상용화가 또 다시 멀어지고 있는 상황입니다. 국제학술지 네이처(Nature)는 최근 저명한 물리학 학술지인 '피지컬 리뷰 레터(Physical Review Letters·PRL)'가 2021년에 게재했던 란가 디아스 미국 로체스터대 교수의 관련 논문을 표절·데이터 조작 등의 이유로 철회했다고 보도했습니다.
1. 초전도체란?
초전도체는 일정 온도 이하에서 전기 저항이 사라지는 현상을 보이는 물질입니다. 이러한 특성은 처음으로 1911년 영국의 화학자 헤일 소처가 발견했으며, 이후 많은 연구자들에 의해 깊이 연구되고 있습니다. 초전도체를 완벽히 설명해내는 이론은 아직 없다고 합니다.
2. 초전도체의 역할과 중요성
초전도체는 초고압ㆍ극저온 등 특정 상태에서 내부 전기 저항이 0이 되고 자기장을 밀어내는 반자성을 갖는 물질을 뜻합니다. 엄청난 전기와 특수 소재를 동원해 절대 온도 0도(영하 273도) 안팎의 극저온에서 구현되는데, 이에 상온 초전도체 개발 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 만약 상온에서 초전도 현상을 유지할 수 있는 물질이 발견된다면 영화 아바타 속의 '언옵테늄'을 지구상에서 재현할 수 있습니다.
3. 디아스 교수의 연구 결과와 문제점
디아스 교수 연구팀은 2020년 10월 네이처에 100만 대기압 이상의 극도로 높은 압력하에서 섭씨 15도에서 작동하는 상온 초전도체를 만들었다는 논문을 발표해 세계적인 주목을 받았었습니다. 그러나 다른 연구자들은 같은 실험 조건에서 똑같은 결과를 만들어내지 못했고, 지난해 9월 네이처는 논문 게재를 철회해 의문을 남기는 상황이 발생되었습니다.
이후 올해 3월에는 루테튬, 수소, 질소(Lu-H-N))로 만들어진 상온 초전도체를 발표했고, 이번에는 PRL에 철회 조치를 당했습니다. 이러한 논란으로 디아스 교수의 연구 결과와 신뢰성에 대한 의문의 눈길이 짙어지고 있는 상황입니다.
4. PRL의 철회 결정과 디아스 교수의 반박
PRL은 독자적인 검증위원회를 구성해 표절 여부나 데이터 적확성ㆍ조작 여부 등 무결성을 검증한 뒤 철회를 결정했다고 전했습니다. 디아스 교수의 오랜 기간 동료인 아쉬칸 살라마트 네바다대 물리학과 교수가 해명서를 제출했지만, 조사 결과 살라마트 교수의 실험 수치가 논문의 것들과 일치하지 않는다는 사실이 확인되었습니다. 이에 PRL 측은 살라마트 교수의 조사를 방해하려는 시도를 발견하여 논문 철회를 결정하였습니다. 하지만 디아스 교수는 여전히 해당 논문에 문제가 없었다고 반박하고 있으며, 연구를 계속할 것을 밝히고 있습니다.
5. 초전도체의 잠재적 가능성과 기대효과
상온 초전도체의 개발이 성공하면 전기 생산ㆍ저장ㆍ전달의 효율을 극대화할 수 있습니다. 이는 우리가 생활하는 일상생활에서도 큰 변화를 불러오게 되는데, 예를 들면 손바닥만 한 양자컴퓨터, 초저전력 반도체, 우주선 등 다양한 분야에서 혁신적인 기술과 제품이 실제로 이뤄질 수 있습니다. 또한 풍력ㆍ조력ㆍ원자력 등에서 발생하는 비효율을 최소화한 초소형 발전기를 통해 초고용량의 전기 생산이 가능하며, 전력 손실이 전혀 없는 송배전 설비나 저장 장치(배터리)도 개발될 수 있습니다. 손실이 전혀 없는 전기는 정말 놀라운 변화며, 만약 초전도체 상용화가 이루어진다면 우리가 현재까지 발견해온 과학계에도 큰 변화가 있을 것이라 예상됩니다.
6. 마무리
상온 초전도체 개발은 에너지 혁명을 이끌 수 있는 중요한 기술로서 미래의 중요한 주제 중 하나입니다. 디아스 교수의 연구 결과에 대한 논란이 있지만, 초전도체 연구는 여전히 많은 과학자들과 일반 대중들의 큰 관심과 기대를 받고 있습니다. 우리 일상생활에도 초전도체의 개발이 큰 도움이 되길 바라며, 이를 위해 투명하고 신뢰성 있는 연구가 필요합니다. 더 나아가 상온에서 작동하는 초전도체가 발견되면 우리 일상 생활에 놀라운 혁신과 편의가 찾아올 것입니다. 이러한 미래를 기대하며, 초전도체 연구에 많은 응원과 지지를 보내고자 합니다.
