국제 학술지 네이처 “LK-99, 초전도체 아니다”

▲(연합뉴스)

국제 학술지 네이처가 국내 연구진이 상온·상압 초전도체라고 주장한 물질 ‘LK-99’가 초전도체가 아니라고 결론 내렸다.

네이처는 16일(현지시각) ‘LK-99는 초전도체가 아니다(LK-99 isn’t a superconductor)’라는 제목의 기사를 온라인에 게재했다.

네이처는 “과학자들이 LK-99의 수수께끼를 풀어낸 것 같다. 그 물질이 초전도체가 아니라는 증거를 발견했고, 그 물질의 특성을 명확하게 밝혀냈다”라고 전했다.

이어 “물질 안의 불순물인 황화구리(C₂S) 등이 전기 저항의 급격한 감소와 자석 위에서의 부분 부상이 나타난 원인이 됐다. 이는 초전도체가 나타내는 특성과 유사해 보인 것뿐”이라고 설명했다.

그러면서 네이처는 14일 독일 슈투트가르트에 있는 막스 플랑크 고체연구소 연구팀의 연구 결과를 예시로 들었다.

네이처에 따르면 독일 연구팀은 한국 연구팀과 검증에 나선 외국 연구팀들이 LK-99를 도가니에서 가열해 제조한 것과 달리 ‘부유 영역 결정 성장’(floating zone crystal growth) 기법으로 황(S)의 침투를 방지, 황화구리 불순물이 없는 순수한 LK-99 단결정(single crystals)을 만드는 데 성공했다.

연구팀이 만든 LK-99 단결정은 투명한 보라색으로, 실험 결과 초전도체가 아니라 저항이 수백만 옴(Ω)에 달하는 절연체로 밝혀졌으며 약간의 강자성과 반자성을 나타내지만, 자석 위에서 뜰 정도는 아닌 것으로 드러났다.

연구팀은 “우리는 초전도성의 존재를 배제한다”라며 “LK-99에서 볼 수 있는 초전도성은 결정에서 존재하지 않는 황화구리 불순물에 의한 것으로 보인다”라고 밝혔다.

LK-99가 섭씨 104도에서 저항이 감소하는 이유도 황화구리 때문이라고 했다. 일리노이대 어바나-샴페인 캠퍼스의 화학자인 프라샨트 자인 교수는 104도는 황화구리가 상전이(물질이 온도, 압력 등 외적 조건에 따라 다른 상으로 바뀌는 현상)되는 온도라며 “연구진이 이 사실을 놓쳤다는 게 믿기지 않는다”라고 했다.

앞서 미국과 유럽, 중국 등 여러 국가의 연구진이 LK-99를 재현했지만, 초전도의 특징인 마이스너 효과가 관측되지 않아 회의론이 커지는 상황이었다.