“세빛진짜둥둥섬” 모두 비웃은 초전도체? 대중은 진지하다 [데이터인사이트]

[이데일리 김혜선 기자] 국내 연구진이 ‘불가능의 영역’이라고 여겨졌던 상온, 상압에서의 초전도체를 발견했다는 연구 결과를 내놓자 전세계에서 조롱 섞인 ‘밈(인터넷 유행어)’이 쏟아지고 있다. 대부분 “초전도체를 발견했다”며 허무맹랑한 증거를 늘어놓는 식이다.

한 외국 누리꾼은 한국 연구진이 초전도체 물질 LK-99에 대한 프레젠테이션에 ‘촌스러운 폰트’가 사용됐다는 점도 놀림감으로 삼았다. “논문을 읽어보지는 않았지만, LK-99는 초전도체가 아니라 반자석이라는 것이 분명해졌습니다. 왜냐하면 연구진이 발표자료에 ‘Comic Sans MS’ 폰트를 사용했기 때문입니다.” (Comic Sans 폰트는 미국에서도 공식적인 문서에 사용하지 말 것을 권유하는 폰트다. 우리나라로 치면 ‘오이체’와 비슷한 느낌이다.)

초전도체 기술이 적용된 세빛둥둥섬 상상도. (사진=온라인 커뮤니티)

한국에서도 비슷한 밈이 쏟아져나왔다. 초전도체 논문을 발표한 이석배 퀀텀에너지연구소 대표 등 연구진들은 고려대 내 벤처 출신들이다. 이에 “앞으로는 ‘고연’이라고 불러야 한다(상처에 바르는 ‘연고’에서, 연세대보다 고려대가 앞서니 바꿔 불러야 한다는 의미)”거나, 반포 한강공원의 세빛둥둥섬이 “세빛진짜둥둥섬이 될 것”이라는 농담도 나온다. 그만큼 초전도체 발견에 대한 대중의 관심이 얼마나 커졌는지를 엿볼 수 있는 부분이다.

이론을 뒤집은 초전도체, 세상을 뒤집다

최근 ‘핫’한 키워드가 된 초전도체는 사실 2000년대 이후로 학계에서 언급도가 크게 떨어진 인기 없는 주제 중 하나였다. 구글에서는 엔그램 뷰어(Ngram Viewer) 서비스로 1800년대부터 최근(2019년)까지 영문 서적에서 특정 단어가 등장하는 단어 빈도수를 보여주는데, 초전도체를 나타내는 단어의 빈도수는 ‘새로운 초전도체 발견’ 여부에 따라 크게 달라진다.

네덜란드 학자 온네스가 최초로 초전도 현상을 발견한 이후(1911년)부터 초전도체 관련 단어는 언급도가 증가하기 시작한다. 당시에는 특정 물질이 초저온에서 저항이 0이되는 초전도 현상을 발견했지만, 이 현상이 왜 일어나는지는 알지 못했다. 이후 50여년간 초전도 현상에 대한 마땅한 이론을 내지 못하다가, 미국 물리학자 바딘과 쿠퍼, 쉬리퍼가 1957년 ‘BCS이론’으로 초전도 현상을 설명해냈다. 세 사람은 향후 1972년 노벨 물리학상을 받게 된다. 이 시점에서 초전도체 관련 단어 언급 횟수가 크게 증가하기 시작했다.

(사진=구글 엔그램 뷰어)

초전도체를 향한 학계의 관심이 기하급수적으로 치솟은 시점은 1980년대다. 특히 스위스 IBM 연구원이었던 베드노르츠와 뮐러가 1896년 발견한 ‘고온 초전도체’는 ‘25K(영하 248도) 이상 온도에서는 절대로 만들어질 수 없다’는 이론을 완전히 뒤집는 것이었다. 이들이 만들어낸 고온 초전도체는 무려 35K(영하 238도)에 가까웠다. 이후부터 과학자들은 더 높은 온도에서 초전도체를 만들어내기 위한 연구에 매진하게 된다. 일본의 유명 만화 ‘원피스’에서 전설의 해적 골D.로저가 “잘 찾아봐. 이 세상의 모든 것을 거기에 두고 왔다”고 외치자 모든 이들이 해적에 도전한 것처럼, 무궁한 가능성의 ‘상온 초전도체’를 찾기 위한 ‘대 초전도 시대’가 열리게 된 셈이다.

하지만 수십년 간 과학자들의 노력에도 불구하고 초저온을 벗어난 환경에서 초전도체 물질은 발견되지 않았다. 세월이 갈수록 엔그램 뷰어에서도 초전도체 관련 언급이 급격히 줄어들기 시작한다. 지난 2020년 국제학술지 네이처에 상온인 15도에서 초전도성을 보이는 물질을 발견했다는 주장이 제기됐지만, 해당 물체는 상상도 하지 못할 ‘초고압’ 환경에서 만들어져 다른 과학자들이 ‘재현’해내지 못했다. 이 논문은 결국 철회된다.

이렇게 과학계에서 상온 초전도체에 대한 의심이 커졌을 무렵, 한국 연구진의 상온 초전도체 발견 논문이 발표된 것이다.

조롱감 된 초전도체? 대중은 진지하다

한국 연구진이 공개한 초전도체 제조법은 매우 간단하고 상세하게 소개돼 있다. 앞서 네이처지에 공개된 논문처럼 ‘극한의 초고압’ 환경을 요구하지도 않고, 결과도 비교적 빠르게 도출된다. 이미 1986년에 발견한 고온 초전도체의 탄생 과정도 ‘이론적으로 불가능하다’는 회의론 속에서 도출된 결과였다. 초전도체 물질은 다른 과학자 그룹이 똑같이 만드는 데 성공하고, 3가지 특성(저항이 0일 것, 자석 위에서 붕 뜨는 마이스너 효과가 나타날 것, 상전이가 일어날 것)을 만족하면 된다.

한국 연구진의 상온 초전도체 발표에 초반 대중의 반응은 “그럴 리 없다”는 게 대다수였다. 많은 초전도체 관련 전문가들이 연구진이 제시한 데이터의 엉성함을 지적하거나, 이들이 발견한 물질이 초전도체가 아닌 ‘자석’과 비슷한 물질이라는 추측을 내놨다. 예일대 천체물리학자들이 만든 온라인 예측 플랫폼 ‘메타큘러스(Metaculus)’에서는 “LK-99(한국 연구진이 발견한 초전도 물질 이름)의 재현으로 상온, 상압 초전도성의 발견될 것이냐”는 질문에 단 5.9%가 “예”로 답변하고 마무리됐다. 이 예측 투표에는 989명이 투표했다.

최근 다시 올라온 메타큘러스 예측. (사진=메타큘러스)

그런데 LK-99 재현에 도전한 연구진들이 속속 결과를 내놓으면서 대중의 기대감은 점차 커지고 있다. 중국 연구진이 LK-99를 재현했다는 소식에 이어, 시네이드 그리핀 미국 로렌스버클리국립연구소(LBNL) 연구원이 논문 사전공개 사이트 아카이브에 “LK-99의 구조를 시뮬레이션한 결과 기존 초전도체들보다 높은 온도에서 초전도성이 나타날 것으로 보인다”고 밝힌 것이다. 물론 중국 연구진은 LK-99의 재현 성공만을 알렸을 뿐 이 물질이 정말 ‘초전도성’을 갖는지는 밝히지 않았다. 또한 LBNL 연구원의 논문 역시 실제로 LK-99를 만들어 내놓은 것이 아닌, 시뮬레이션을 돌린 결과일 뿐이다.

하지만 대중의 반응은 두 소식에 180도로 바뀌어가는 추세다. 메타큘러스에는 이미 종료된 “LK-99의 재현으로 상온, 상압 초전도성의 발견될 것이냐”는 질문이 또다시 올라왔고, 이번에는 예측 기한을 2025년까지 길게 설정하자 “예”라고 답한 이들이 1일 밤 11시 현재 65%로 폭증했다. 같은 질문이지만 예측 기한을 8월 4일로 잡은 문서 역시 44%로 껑충 뛰었다.

고온 초전도체의 발견으로 과학계를 발칵 뒤집어놓은 베드노르츠와 뮐러는 1986년 4월 처음 자신들의 연구 결과를 발표했다. 당시 과학자들도 이들의 연구 결과에 회의적이었지만, 도쿄대의 다나카 쇼지 교수 연구팀이 그해 12월 ‘재현’에 성공하면서 다른 연구진들도 앞다퉈 재현에 나섰다. 그 결과 고온 초전도체의 재현이 많은 연구진들 사이에서 ‘재현’됐고, 이듬해 봄 열린 미국 물리학회 회의는 ‘콘서트장’처럼 엄청난 열기 속에 고온 초전도체에 대한 마라톤 논의가 벌어졌다. 한국 연구진이 상온 초전도체 발견을 주장한 것은 지난달 22일로, 열흘이 막 지난 시점이다. 고온 초전도체의 검증까지는 넉넉히 1년 정도가 걸렸다. 상온 초전도체는 ‘밈’으로 끝날지, 또 다른 ‘대 초전도 시대’를 여는 일이 될 지는 좀 더 지켜볼 일이다.