흑연에서 초전도성과 자성을 동시에 나타내는 현상 발견 오늘의 브런치 TIP을 통해 수험생은 각 분야의 최신 연구 동향과 시사 이슈를 접하여 학교 비교과 활동 아이디어를 얻고, 전공 이해도를 높일 수 있으며, 부모님은 우리 아이의 비교과 활동을 적극 조력할 수 있습니다. |
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안녕하세요, 수험피플 여러분! 대입멘토 한수진입니다.
미국 매사추세츠공과대학교(MIT) 연구팀이 흑연에서 초전도성과 자성을 동시에 나타내는 현상을 발견하였습니다. 이 두 물리적 특성은 기존 과학계에서 상호 배타적인 것으로 간주하여 왔기에, 이번 발견은 재료 과학, 전자공학, 양자컴퓨팅 분야에서 매우 획기적인 발견으로 평가받고 있습니다.
초전도체는 특정 온도 이하에서 전기 저항이 0이 되는 물질로, 에너지 손실 없이 전류를 흐르게 할 수 있습니다. 반면 자성은 자기장을 생성하거나 반응하는 성질로, 일반적으로 초전도체는 자기에 의해 성질을 잃기 때문에 두 특성은 공존하지 않는다고 알려져 있었습니다. 그러나 MIT 연구진은 흑연의 능면체 구조, 즉 특정 조건에서 어긋나게 배열된 그래핀 층을 포함한 부분에서 극저온(약 300밀리켈빈) 상태에서 전기 저항이 0이 되면서도 자기장에 반응하는 ‘키랄 초전도성’을 발견하였습니다.
이 현상은 자기장을 가하면 물질이 두 가지 초전도 상태를 오가는 특성을 가지며, 마치 자석처럼 행동함을 보여줍니다. 이는 초전도체가 자기장에 민감하게 반응하여 초전도성을 잃는 기존의 특성과 전혀 다른 양상입니다. 연구팀은 다섯 개의 서로 다른 샘플에서도 동일한 현상을 확인하여 우연한 결과가 아님을 입증하였습니다.
연구는 흑연에서 계단 모양의 능면체 그래핀 조각을 분리하고, 이를 육방정계 질화붕소 위에 약간 비틀어진 상태로 배열하는 방식으로 진행되었습니다. 이 구조는 전류를 흘렸을 때 초전도 상태를 유지하면서도 자기장에 따라 성질이 변화하였습니다.
이 발견은 양자컴퓨터에서 더 안정적이고 정밀하게 제어할 수 있는 큐비트를 설계하는 데 활용될 수 있으며, 향후 MRI 장비나 고성능 전자 장치 등 실용 기술에도 영향을 미칠 것으로 기대됩니다. 다만 현재는 극저온에서만 작동하며, 작동 원리에 대한 완전한 이해가 요구됩니다. 그런데도, 이 물질이 단순한 구조를 가지고 있어 앞으로의 연구에서 새로운 물리 원리를 밝혀낼 기회가 될 수 있다는 점에서 학계의 큰 관심을 받고 있습니다.
Q1: 초전도성과 자성의 공존이 가능하다는 이번 발견은 향후 전력망, 자기부상열차, 의료 장비에 어떤 기술적 혁신을 불러올 수 있을까요?
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부모님과 수험생이 6월에 꼭 챙겨야 하는 주안점과 각 주안점에서 우리 아이의 변별력을 만들기 위해 필요한 강의를 안내했습니다. |
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회원 강의 65 - 6/1/일
6월 모의고사 의미와 유의사항 |
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회원 강의 66 - 6/3/화
기말고사의 중요성 이해 |
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회원 강의 67 - 6/5/목
중간고사 과정 분석하기 |
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회원 강의 68 - 6/8/일
복수 지원 금지 사항 체크 |
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회원 강의 69 - 6/10/화
대학이 평가하는 학업역량 |
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회원 강의 70 - 6/12/목
대학이 평가하는 진로역량 |
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회원 강의 71 - 6/15/일
2026 종합 지원 가이드 : 이화여대 / 국민대 |
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회원 강의 72 - 6/17/화
대학별 전공체험 및 모의면접 활용법 |
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회원 강의 73 - 6/19/목
교과전형에서 선택과목의 중요성 |
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회원 강의 74 - 6/22/일
2026 종합 지원 가이드 : 한양대 / 숭실대 |
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회원 강의 75 - 6/24/화
개인별 세특으로 변별력 키우기 |
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회원 강의 76 - 6/26/목
대학별 면접 유형 및 준비 시기/방법 |
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회원 강의 77 - 6/29/일
2026 종합 지원 가이드 : 중앙대 / 서울과기대 |
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브런치 뉴스레터는 유튜브 대입멘토 한수진 채널에서 2018년 6월 16일 이후로 하루도 빠짐없이 진행되는 한수진 대입 브런치 라이브 방송과 더불어 수험피플 여러분을 위한 멘토님 추천 영상 및 교육 이슈, 대학 이슈, 학과 이슈, 선배 또는 동료 수험피플 노하우 등을 제공하는 브런치 TIP을 제공하는 뉴스레터입니다.
수험생 여러분이 브런치 뉴스레터와 함께 어렵고 고단할 수 있는 수험생활을 조금은 수월하게, 더하여 경쟁력을 갖출 수 있도록 준비하셨으면 좋겠습니다. |
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