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서론: '완벽한 무손실'이라는 환상과 교류 전력망의 냉혹한 현실초전도체라는 단어를 들으면 가장 먼저 떠오르는 이미지는 '전기 저항이 완벽하게 0이 되는 기적의 물질'일 것입니다. 저항이 없으니 발전소에서 생산한 막대한 전력을 먼 도시까지 에너지 손실 없이 완벽하게 전달할 수 있을 것이라는 꿈을 꾸게 됩니다. 하지만 우리가 일상적으로 사용하는 전력망의 냉혹한 현실 앞에서는 이 완벽해 보이는 마법에도 치명적인 약점이 하나 존재합니다. 바로 우리가 쓰는 전기가 한 방향으로만 흐르는 직류가 아니라, 끊임없이 출렁이며 방향을 바꾸는 '교류(Alternating Current)'라는 점입니다.초전도체의 저항이 완벽하게 0이 되는 것은 전기가 한 방향으로 잔잔하게 흐르는 직류 상태일 때뿐입니다. 전류의 방향과 크기가..

서론: 절대 영도에서도 얼어붙지 않는 자석, 물리학의 이단아우리가 냉장고에 붙이는 자석이나 일상적인 자성 물질들은 온도가 낮아지면 내부의 전자들이 가진 자석의 성질(스핀)이 일정한 방향으로 굳건하게 정렬됩니다. 수면이 잔잔해지다 못해 꽁꽁 얼어붙어 단단한 얼음(고체)이 되는 것과 완벽히 같은 이치입니다. 하지만 응집물질물리학의 최전선에는 우주의 온도로 불리는 '절대 영도'라는 극한의 추위 속에서도 결코 얼어붙지 않고, 마치 액체처럼 끊임없이 요동치는 기묘한 상태가 존재합니다.과학자들은 이 신비로운 물질의 상태를 '양자 스핀 액체(Quantum Spin Liquid)'라고 부릅니다. 그리고 이 얼어붙지 않는 자기적 액체의 본질을 설명하는 가장 아름답고 강력한 논리적 뼈대가 바로 노벨 물리학상 수상자인 필립..

서론: 물리학의 금기를 깬 철(Iron)의 반란물리학의 오랜 상식 속에서 '자성'과 '초전도성'은 결코 한 지붕 아래 살 수 없는 철천지원수와 같았습니다. 초전도 현상의 핵심은 전자들이 서로 짝을 짓는 것인데, 강력한 자성은 이 전자들의 짝을 무자비하게 찢어버리는 파괴적인 성질을 지니고 있기 때문입니다. 따라서 세상에서 가장 강력한 자석의 재료인 철(Fe)을 가지고 초전도체를 만든다는 것은, 불로 얼음을 얼리겠다는 것만큼이나 모순적인 발상으로 여겨졌습니다.하지만 이 견고한 금기는 새로운 화합물의 발견과 함께 산산조각이 났습니다. 철과 비소, 혹은 철과 셀레늄이 결합한 평면 구조에서 놀랍게도 고온 초전도 현상이 뿜어져 나온 것입니다. 구리산염이 독점하고 있던 고온 초전도의 세계에 불쑥 나타난 이 '철 기반..