테크노트 KAIST, 초전도 이해 핵심 단서 ‘전하밀도파’ 공간적 변화 포착

전류가 손실 없이 흐르는 초전도 현상을 비롯한 물질 내부 양자현상의 핵심은 전자들이 언제 함께 움직이고, 언제 흩어지는지에 있다. KAIST 연구진이 전자들이 질서를 만들고 깨뜨리는 순간을 직접 ‘눈으로’ 확인하는 데 성공했다. KAIST는 물리학과 양용수·이성빈·양희준·김용관 교수팀이 스탠퍼드대학교와 국제 공동연구를 통해, 양자물질 내부에서 전하밀도파(Charge Density Wave)가 형성되고 사라지는 과정을 공간적으로 시각화하는 데 세계 최초로 성공했다고 20일 밝혔다. 초전도 상태는 에너지 손실 없이 전류가 100% 흐르는 상태로, 아주 낮은 온도에서 특정 물질에서만 나타난다. 음전하를 띠는 전자들은 일반적인 환경에서는 서로 밀어내지만, 초전도 상태에서는 둘씩 짝을 이뤄 움직이는 것으로 알려져 있다. 이러한 특성은 MRI 검사 장비와 자기부상열차 등에 이미 활용되고 있다. 이처럼 전하들이 강하게 얽혀 만들어내는 특별한 양자상태는 양자컴퓨터와 같은 차세대 양자기술의 기반이 된다. 초전도 현상을 비롯한 극저온 양자현상을 양자기술에 활용하기 위해서는 물질 속 전자들을 원하는 대로 정밀하게 제어하는 기술이 필수적이다. 그러나 극저온 환경에서 전자들이 만들

• 이창현 기자
• 2026-01-20 10:27