어린이과학동아&수학동아 연재기사

지난 100년간 과학자들은 초전도 
현상이 나타나는 온도를 높이기 
위해 고군분투해 왔습니다. 
상온 초전도체라는 꿈을 향한 
과학자들의 노력을 확인해 보세요!

섞고, 굽고, 눌러라! 상온을 향한 여정 
1911년 네덜란드의 물리학자 카메르링 오네스는 끓는점이 영 
하 269℃인 헬륨을 액체 상태로 만드는 데 성공하며 세계에서 
가장 낮은 온도를 구현했습니다. 오네스는 이 액체 헬륨을 이 
용해 수은을 냉각시키며 저항을 측정했어요. 그런데 수은의 
온도가 영하 269℃가 되자, 갑자기 전기 저항이 사라지는 것을 
관찰했습니다. 초전도 현상을 처음 발견한 거지요. 하지만 그 
이유는 알 수 없었습니다. 
46년 뒤, 초전도 현상을 설명할 수 있는 이론이 등장했습니 
다. 1957년 미국의 존 바딘, 레온 쿠퍼, 존 로버트 슈리퍼라는 
세 명의 물리학자는 수학적 계산을 통해 초전도 현상이 왜 일 
어나는지를 설명하는 BCS 이론을 발표합니다. 세 사람의 이 
름 첫 글자를 딴 이름이지요. 

어떤 물질에 전기가 흐르면, 전자가 원자핵과 충 
돌하며 저항이 생깁니다. 그런데 특정 온도에서 물 
질이 초전도체가 되면 두 전자가 쌍을 이뤄 이동하 
며 원자핵과 충돌하지 않아 저항이 사라집니다. 사 
람이 꽉 찬 지하철에서 먼저 내린 사람이 안에 있던 
친구가 내리기 쉽도록 손을 꽉 잡아 밖으로 끌어내 
는 것과 비슷한 상황이지요. 그런데 BCS 이론은 한 
계가 있습니다. 영하 243℃ 이상에선 초전도체가 되 
기 어렵다고 예측했거든요. 
하지만 과학자들은 이보다 높은 온도에서 초전도 
현상을 보이는 물질을 찾기 위한 연구를 멈추지 않 
았습니다. 1986년 스위스의 물리학자 베드노르즈와 
물러가 금속과 산소가 결합한 금속 산화물이 영하

238℃에서 전기 저항이 0이 되는 것을 관찰한 후, 
가장 최근인 2019년 독일 막스플랑크연구소 에레메 
츠 교수팀은 영하 23℃, 대기압의 150만 배에 달하 
는 아주 큰 압력 하에서 초전도 현상을 보이는 수소 
와 란타넘을 섞은 화합물을 발견했습니다. 하지만 
초고압이라 일상에서 활용하기엔 한계가 있죠.  
LK-99는 검증을 거치고 있습니다. 상온 초전도 
체라는 것이 입증된다면, LK-99는 과학자들이 그 
토록 바라왔던 꿈의 물질인 거예요. 서울대학교 물 
리천문학부 김기훈 교수는 “어떤 결론이 나오든 간 
에 초전도체의 전이 온도는 점점 상온에 가까워지고 
있다”며 “다음 세대는 10년 안에 상온 상압 초전도 
체를 개발할 수 있을 것”이라고 내다봤습니다.