▲ ⓒ아시아태평양 이론물리센터(APCTP)

아시아태평양 이론물리연구센터(APCTP) 사무총장 최한용 성균관대 교수의 연구팀은 미국 캘리포니아 대학의 C. Varma 교수, 중국 학술원의 X. Zhou 교수 연구진과의 공동연구를 통해 고온초전도 현상을 이해할 수 있는 중요한 단서를 결정했다고 발표했다.

초전도체는 자기부상열차, 자기공명영상(MRI), 초전도선재 등 다방면에서 사용되고 있고 인류의 삶을 획기적으로 바꿀 꿈의 물질로 기대되고 있지만, 영하 270도에 가까운 극저온을 유지해야하는 어려움 때문에 그 응용이 극히 제한적이다.

반면 1986년에 Bednorz와 Muller에 의해 발견된 고온초전도체는 높은 임계온도 때문에 혁신적 미래창의 소재로 기대되고 있다. 그러나 이 물체는 기존의 BCS 초전도이론을 따르지 않아 그 메커니즘을 이해하는 작업이 현대물리학계의 가장 중요한 난제 중의 하나이다.

BSC 초전도이론은 초전도 현상의 원리를 양자역학의 관점에서 설명하는 이론이다.

고온초전도의 메커니즘을 정립하기 위해서는 쿠퍼 전자쌍의 형성을 매개하는 스팩트럼을 결정해야 한다. 본 연구는 각분광학 실험 데이터의 분석과 상세한 수치계산을 통해 이 매개 스펙트럼의 일부를 추출하는데 성공하였다.

초전도분야의 대가인 L. Gorkov 교수(러시아 학술원/플로리다 주립대)는 “최한용 교수 연구팀이 사용한 우아한 분석론은 다른 강상관 초전도의 메커니즘을 이해하는데 새로운 지평을 열어주리라 기대한다”고 평했다.

또한 연구책임자인 최한용 교수는 “본 연구결과는 고온초전도 메커니즘의 정립에 결정적 역할을 하고 후속 연구에 새로운 방향을 제시하게 될 것으로 기대한다”고 의견을 피력했다.

이번 한,미,중 공동연구는 한국연구재단과 삼성미래기술육성재단의 지원으로 수행되었고, 성균관대학교 기초과학연구소 복진모 박사가 제1저자로 Science 의 자매지인 Science Advances 에 3월4일자 게재되었다.