[사이언스 21](60)초유체

　점성과 마찰력이 제로인 물질을 ‘초유체’(SUPER SOLID)라 한다. 예를 들어 동전을 축음기 회전판에 올려놓으면 마찰력 때문에 동전은 회전판과 함께 돌 것이다. 하지만 점성과 마찰력이 전혀 없는 초유체를 올려놓으면 초유체는 축음기 회전판과 상관없이 그대로 정지해 있다.

　초유체는 ‘보스-아인슈타인 응축현상’에 의해 만들어진다. 이 현상은 1924년 알베르트 아인슈타인과 인도의 물리학자 사첸드라 내스 보스에 의해 예견된 것으로, 원자들의 움직임이 극도로 제한되고 간격이 가까워질 경우 수많은 원자들이 마치 하나의 집단인 것처럼 움직이게 되는 현상을 말한다.

　실제로 액체 헬륨을 2.176K(켈빈, 절대온도 단위)까지 냉각시키면 ‘보스-아인슈타인 응축 현상’이 일어나 원자들이 하나처럼 움직이게 되고 점성과 마찰력이 사라진다.

　기체와 액체의 ‘보스-아인슈타인 응축’에 관련된 연구는 지금까지 네 명의 과학자들에게 노벨상 수상의 영예를 안겨주었다.

　그렇다면 고체 상태의 초유체도 가능한 것일까? 세계 물리학계의 오랜 숙원이었던 이 문제가 지난해 부산대학교 출신의 미국 펜실베이니아 주립대학 김은성 박사와 모세스 찬 교수에 의해 해결됐다.

　‘고체 헬륨을 대기압의 26배인 고압상태에서 0.175K로 냉각시켰더니 전체 원자 중 1.5%가 마치 물이 흐르듯 다른 원자들 사이를 움직이는 현상을 확인했다’는 내용의 논문이 과학저널의 양대 산맥인 ‘네이처’와 ‘사이언스’지에 연달아 게재된 것이다.

　이제 고체의 ‘보스-아인슈타인 응축’ 연구가 또 한 번 노벨상을 거머쥘 지에 대해 세계의 이목이 집중되고 있다.