EBS ‘원더풀 사이언스’

기체를 냉각시켜 액체로 만드는 실험에 골몰하던 네덜란드 물리학자 카메를링 오너스는 1908년 사상 처음으로 지구상에 존재하는 물질 가운데 끓는 점이 가장 낮은 헬륨 기체를 액체로 만드는 데 성공했다. 오너스는 이 덕분에 1913년에 노벨 물리학상을 받았다.

그런데 그는 이 과정에서 훨씬 중대한 발견을 했다. 액화 헬륨의 온도를 재기 위해 사용한 금속 수은의 전기 저항이 영하 269도에서 갑자기 사라졌던 것. 이에 대해 실험을 거듭한 끝에 오너스는 1911년에 초전도 현상의 발견을 세상에 알렸다.

초전도 현상은 거의 모든 전기 제품에 혁명을 가져왔다. 초전도 현상이 없다면 전력 손실을 제로로 만드는 초전도 케이블, 시속 550㎞로 달리는 자기부상열차, 사람의 몸을 자세히 들여다보는 자기공명영상(MRI), 우주로 날아가는 로켓 발사 기술, 지구상에 인공 태양을 만드는 핵융합 장치 등 수많은 기술도 있을 수 없다.

그런데 초전도 현상은 극저온 상태에서 일어난다. 열역학적 이론으로 자연계에 존재할 수 있는 가장 낮은 온도를 절대 온도, 0K(영하 273도)라고 하는데 이 온도와 영화 150도 사이가 극저온이다. 이 세계에서는 물렁물렁한 고무공도, 촉촉한 장미꽃도, 파편으로 산산이 부서져 버린다.

올해는 20세기 최고의 발견이라는 초전도 현상이 발견된 지 100년이 된다. EBS는 7일 오후 9시50분에 과학 다큐멘터리 ‘원더풀 사이언스’를 통해 영하 150도 이하, 극저온의 차가운 세계를 가능하게 만드는 기술들을 소개한다.

환경오염의 주범인 메탄가스를 생활에너지 액화천연가스(LNG)로 바꾸는 메탄가스 액화시설, 세포 조직의 온도를 30초 만에 영하 150도로 떨어뜨려 실시하는 냉동 수술, 2007년 플라스마 발생에 성공한 국내 핵융합 연구 장치인 ‘K스타’ 등 극저온의 세계를 들여다볼 수 있다.

홍지민기자 icarus@seoul.co.kr