헬륨3 '초유동 현상' 발견 .. 노벨물리학상 공동수상자 공적

올해 노벨물리학상을 공동수상한 미 코넬대학의 데이비드 리, 로버트 리처드슨교수와 스탠퍼드대학의 더글러스 오셔로프교수는 70년대초 미 코넬대학에서 시작돼 저온물리학연구의 중요한 계기가 된 헬륨3의 초유동(Superfluidity) 현상을 발견한 공로를 인정받았다. 액체헬륨은 절대온도 2.17도(절대온도 0도는 섭씨 영하 273도) 이하에서 갑자가 변해, 점성이 전혀 없는 상태가 된다. 액체는 이 상태에서 아무리 좁은 틈새라도 저항을 전혀 받지 않고 흐른다. 액체헬륨을 그릇에 넣어두면 그릇의 표면에 극히 얇은 막을 만들며 그 막을따라 넘쳐 흘러나가 버린다. 액체헬륨의 이와같은 흐름을 초유동이라 한다. 이 현상은 지난 38년 소련의 카피차가 절대온도 2도인 헬륨4에서 나타난다는 사실을 처음 발견했다. 헬륨4의 동위원소인 헬륨3은 당시까지 초유동 현상을 나타내지 못한다고 생각되었으나 데이비드 리교수팀은 헬륨의 온도를 낮추고 압력을 높여 절대온도 0.002도의 초저온에서 초유동 현상을 보인다는 것을 발견하기에 이르렀다. 초전도도 금속중의 전자에 생긴 일종의 초유동이라고 할수 있다. 연구팀의 당초 목표는 헬륨을 고체화하는 것이었으나 이 현상의 발견을 계기로 저온물리학의 활발한 연구가 이루어지게 되었다. 서울대 물리학과 유인석교수는 "헬륨의 초유동 현상 발견은 저온하에서 물질의 특성이해 뿐만 아니라 높은 온도에서는 알수 없었던 물질의 근본특성을 조사하고 이해하는데 중요한 역할을 했다"며 "현재까지 이 현상은 학문적 연구에 머무르고 있으나 절대온도 4도에서 일어난 현상이 자기부상열차 무손실송전 등에 응용되고 있는 것과 같이 앞으로 이를 응용하는 분야가 나타날수도 있을 것"이라고 말했다. (한국경제신문 1996년 10월 10일자).