入力2023.08.07. 午前 6:00 修正2023.08.07. 午前 6:38
キム・ボンス記者
韓国ベンチャー量子エネルギー研究所「夢の物質」常温常圧超伝導体開発主張
台湾など外国科学者らの再現試み失敗
懐疑的な視線が強まり、SNSで嘲笑する映像が登場
研究所側「すでに超伝導性を確認」反論
先月22日、韓国のベンチャー企業「量子エネルギー研究所」の関係者は、事前論文掲載サイトアーカイブ(arXiv)にピア検証なしで発表した2本の論文を通じて常温(摂氏127度)-常圧超伝導体である「LK-99」を開発したと主張し、世界的に検証ブームが起きている。しかし、韓国研究チームの常温・常圧超伝導体(LK-99)開発主張に対する国際科学界の検証試みが相次いで失敗した。主流科学界の懐疑的な視線が強まっている。
最も最近の失敗事例は台湾の研究チームだ。台湾の台湾ニュースは6日、台湾国立大学(NTU)の王理民物理学科教授が今月1～5日の間にLK-99の試験片を作り、公開的な超伝導性再現実験を行ったが、失敗したと伝えた。王教授は「実験室で作り出した物質は若干の反磁性(diamagnetic)を帯びたが、電気抵抗がゼロになる現象は観測されなかった」と述べた。王教授の研究チームはしかし、可能性を完全に排除しておらず、温度・圧力などの条件を変更して追加実験を行う予定だ。
国際学術誌ネイチャーは4日（現地時間）、「（韓国チームが発表した）LK-99の超伝導性かどうかを理論的・実験的に検証しようとする初期努力が失敗している」と報じた。まず、中国の北航大学、インド国立物理研究所がそれぞれLK-99を実装して実験した結果、電気抵抗ゼロ・マイスナー効果(Meissner effect)など超伝導体の特性が現れなかった。中国の南京東南大学も再現を試みたが、比較的高温のマイナス163度で電気抵抗ゼロ現象を確認しただけで、マイスナー効果を検証することはできなかった。
このような結果が固まれば、LK-99の開発成功発表は虚偽になる。関連株式市場まで大きな影響を与えており、2000年代初頭のいわゆる「ファン・ウソク事件」を彷彿とさせる混乱があるかもしれない。
まだ結論は出ていない。まず、当該研究陣がどれだけ正確にLK-99を再現したかがポイントだが、意見が分かれている。
北航大学の研究チームは、原子単位までイメージ化できるX線回折技術を使用してLK-99と非常に類似した(highly consistent)物質を作り検証したという立場だ。インド国立物理研究所チームも同様だ。この研究所のビルパル・シン・アワナ研究員はネイチャーに「若干の違いはあるが、韓国チームのものと非常に似ている」と説明した。
しかし、反論も存在する。ロバート・ファルグレーブ・カレッジロンドン大学化学科教授は「インド・中国チームが作った物質のX線回折パターンは、韓国チームのLK-99とかなり大きな違いがある」と指摘した。
東南大が製作した物質がより韓国のものと似ているが、大きな意味がないという批判もある。米国MITのエヴァン・ジャリス・ゲラー物理学教授はネイチャーに「（東南大製作のLK-99が示した）マイナス163度での電気抵抗ゼロ特性は、銅のような低抵抗金属とあまり差がない」と主張した。
理論的検証結果も相次いでいるが、まだ論争は続いている。先月末から今月初めまで米国のローレンスバークレー国立研究所など4ヵ所で論文に提示されたLK-99の結晶構造を密度汎関数理論(DFT)で計算した結果、超伝導体で現れるフラットバンド(Flat bands)構造を確認するなど、希望的な研究結果が相次いだ。
しかし、批判は激しい。米国プリンストン大学のレスリー・スクープ教授は、「（当該研究が）LK-99の構造について（正確な情報を持たない状態で）同じ仮定を通じて得られた結果という問題がある」とし、「もしフラットバンド構造が確認されたとしても、それ自体が常温超伝導体の証拠になることはできず、ねじれたグラフェン構造（炭素原子で構成された超薄膜）のような他の物質状態とつながっている」と指摘した。
懐疑的な視線は国内でもある。韓国超伝導低温学会は2日、「現在までに研究所側が公開した論文と映像を見ると、超伝導体と見るのは難しい」と主張した。学会は検証委員会を構成して活動に入り、高麗大学・ソウル大学・成均館大学などでも再現の試みに乗り出したという。
研究所側の混乱も懐疑論を煽っている。先月22日、一部の研究陣によって2時間早く発表された論文は、超伝導現象の原理として量子井戸(SQW)現象を挙げた。一方、他の研究陣によって遅れてアップされた別の論文では、既存のBCS理論を拡張したEBR-BCS理論を根拠として提示した。
1970年代に出たBCR理論は、原子内の電子が特定の条件下で集まって格子構造(クーパー対)を形成し、電気抵抗が消えると見る。 同じ研究をしていた学者が同じ現象に対して異なる原理で説明した論文をそれぞれ上げるという奇妙な現象が発生したのだ。
研究チーム内部で異論による混乱が生じているという分析が力を得ている。研究チームがアップした動画や資料が虚偽だらけだという批判も出ている。
すでに海外ではソーシャルメディアを中心にLK-99を嘲笑する人も続出している。エリック・アスプリング米ビンガムトン大学教授は2日、ツイッターアカウントに「私もLK-99のサンプルを作った」とし、金属フォークを透明テープに貼り付けて磁石の上に「空中浮遊」する様子を撮影した動画をアップして嘲笑した。
また、「未確認飛行物体(UFO)」を模した「未確認超伝導体(USOㆍUnidentified superconductivng objects)」という揶揄が混じった新造語まで登場した。
エリック・アスプリング米ビンガムトン大学教授がツイッターにアップしたLK-99の嘲笑動画。
一方、LK-99を開発した韓国のベンチャー量子エネルギー研究所は、マスコミとの接触を避けたまま検証のためのサンプルを作ることに専念しているという。また、イ・ソクベ代表が一ヶ月後くらいに様々な内容を総合して発表する予定だという計画を明らかにしたと伝えられた。
主要著者であるキム・ヒョンタク米ウィリアム・アンド・メリー大学の研究教授も最近、ニューヨーク・タイムズ(NYT)など国内外のメディアとのインタビューを通じて「実験を経て超伝導性を確認した」と主張した。
LK-99はいわゆる「高麗大常温超伝導体」とも呼ばれる。1999年にこの物質を初めて発見した故・チェ・ドンシク高麗大学名誉教授と弟子たちが研究しているからだ。銅と鉛、リン酸塩など一般的で安価な素材で作られた。
超伝導体は1911年に初めて発見されたが、もともとマイナス200度前後の極低温または超高圧状態で物質内部の電気抵抗がゼロになる状態を指す。外部の磁場に反発して空中浮遊する反磁性効果（マイスナー効果・Meissner effect）も起こる。現在も粒子加速器、発電機、送・配電設備で一部商用化され、量子コンピューターなどの研究で活用されている。しかし、極低温・超高圧のための高コスト・特殊装備が必要で、制約が大きい。
科学者たちは、常温・常圧でも超伝導性を実現する物質を開発すれば、エネルギー・素材の革新はもちろん、核融合発電・量子コンピューターの実現に活用されるなど、革命的な変化を起こすと見ている。
現在、人類が使用するすべての素材は電気抵抗でエネルギーが失われる。発電機の効率が最大化され、超小型でも大容量の電気生産が可能になる。送電・配電・貯蔵の過程で損失がなくなる。電気の生産・消費量を大幅に減らし、それだけ環境汚染・地球温暖化を防ぐことができる。量子状態を実現するための基本条件が容易に満たされ、遠かった量子コンピューターの商用化も急速に進展する見通しだ。
LK-99開発関連論文がオンラインで話題になると、株式市場に「テーマ株」まで登場し、世の中が騒然とした理由だ。しかし、国内外の専門家は慎重にアプローチすべきだというアドバイスだ。まだ論文がきちんと検証されていないからだ。
昨年9月、米国ロチェスター大学のランガ・ディアス教授の「世界初の常温超伝導体発見」論文が撤回され、今年3月に新たに掲載された2番目の論文に対する疑惑も深まっている。仮に事実として確認されたとしても、商用化までには多くの時間と障壁が残る可能性がある。
安易な判断で社会的混乱につながらないようにしなければならないということだ。
입력 2023.08.07. 오전 6:00 수정 2023.08.07. 오전 6:38
김봉수 기자
한국 벤처 료코 에너지 연구소 「꿈의 물질」상온 상압초전도체 개발 주장
대만 등 외국 과학자외의 재현 시도 실패
회의적인 시선이 강해져, SNS로 조소하는 영상이 등장
연구소측 「벌써 초전도성을 확인」반론
지난 달 22일, 한국의 벤처기업 「료코 에너지 연구소」의 관계자는, 사전 논문 게재 사이트 어카이브(archive)(arXiv)에 피어 검증 없이 발표한 2개의 논문을 통해서 상온(섭씨 127도)-상압초전도체인 「LK-99」를 개발했다고 주장해, 세계적으로 검증 붐이 일어나고 있다.그러나, 한국 연구팀의 상온·상압초전도체(LK-99) 개발 주장에 대한 국제 과학계의 검증 시도가 연달아 실패했다.주류 과학계의 회의적인 시선이 강해지고 있다.
가장 최근의 실패 사례는 대만의 연구팀이다.대만의 대만 뉴스는 6일, 대만 국립대학(NTU)의 왕리민 물리학과교수가 이번 달 15일간에 LK-99의 시험편을 만들어, 공개적인 초전도성 재현 실험을 실시했지만, 실패했다고 전했다.왕교수는 「
국제 학술잡지 네이쳐는 4일(현지시간), 「(한국 팀이 발표한) LK-99의 초전도성인지 어떤지를 이론적·실험적으로 검증하려고 하는 초기 노력이 실패하고 있다」라고 알렸다.우선, 중국의 북항대학, 인도 국립 물리 연구소가 각각 LK-99를 실장해 실험한 결과, 전기 저항 제로·마이스너 효과(Meissnereffect) 등 초전도체의 특성이 나타나지 않았다.중국의 난징 동남 대학도 재현을 시도했지만, 비교적 고온의 마이너스 163도로 전기 저항 제로 현상을 확인한 것만으로, 마이스너 효과를 검증할 수 없었다.
이러한 결과가 굳어지면, LK-99의 개발 성공 발표는 허위가 된다.관련주식 시장까지 큰 영향을 주고 있어 2000년대 초두의 이른바 「팬·우소크 사건」을 방불과 시키는 혼란이 있다일지도 모른다.
아직 결론은 나와 있지 않다.우선, 해당 연구진이 얼마나 정확하게 LK-99를 재현했는지가 포인트이지만, 의견이 나뉘고 있다.
북항대학의 연구팀은, 원자 단위까지 이미지화할 수 있는 X선회절 기술을 사용해 LK-99로 매우 유사한(highly consistent) 물질을 만들어 검증했다고 하는 입장이다.인도 국립 물리 연구소 팀도 마찬가지다.이 연구소의 빌딩 펄·신·아와나 연구원은 네이쳐에 「약간의 차이는 있다가, 한국 팀의 것과 매우 비슷하다」라고 설명했다.
그러나, 반론도 존재한다.로버트·파르그레이브·컬리지 런던 대학 화학과교수는 「
동남대가 제작한 물질이 보다 한국의 것과 닮아 있지만, 큰 의미가 없다고 하는 비판도 있다.미국 MIT의 에바·쟈리스·게라-물리학 교수는 네이쳐에 「(동남대제작의 LK-99가 나타내 보인) 마이너스 163도로의 전기 저항 제로 특성은, 동과 같은 저저항 금속과 별로 차이가 없다」라고 주장했다.
이론적 검증 결과도 잇따르고 있지만, 아직 논쟁은 계속 되고 있다.지난달말부터 이번 달 초까지 미국의 로렌스 바클리 국립 연구소 등 4개소에서 논문에 제시된 LK-99의 결정 구조를 밀도범함수 이론(DFT)으로 계산한 결과, 초전도체로 나타나는 플랫 밴드(Flat bands) 구조를 확인하는 등, 희망적인 연구 결과가 잇따랐다.
그러나, 비판은 격렬하다.미국 프린스톤 대학의 레스리·스쿠프 교수는, 「(해당 연구가) LK-99의 구조에 대해(정확한 정보를 가지지 않는 상태로) 같은 가정을 통해서 얻을 수 있던 결과라고 하는 문제가 있다」라고 해, 「만약 플랫 밴드 구조가 확인되었다고 해도, 그 자체가 상온초전도체의 증거가 되지 못하고,비틀 수 있었던 그라펜 구조(탄소 원자로 구성된 초박막)와 같은 다른 물질 상태와 연결되어 있다」라고 지적했다.
회의적인 시선은 국내이기도 하다.한국초전도 저온 학회는 2일, 「현재까지 연구소측이 공개한 논문과 영상을 보면, 초전도체라고 보는 것은 어렵다」라고 주장했다.학회는 검증 위원회를 구성하고 활동에 들어가, 고려대 가쿠·서울 대학·성균관대학등에서도 재현의 시도해에 나섰다고 한다.
연구소측의 혼란도 회의론을 부추기고 있다.지난 달 22일, 일부의 연구진에 의해서 2시간 빨리 발표된 논문은, 초전도 현상의 원리로서료코 우물(SQW)현상을 들었다.한편, 다른 연구진에 의해서 늦어 업 된 다른 논문에서는, 기존의
1970년대에 나온 BCR 이론은, 원자내의 전자가 특정의 조건하에서 모여 격자 구조(쿠퍼대)를 형성해, 전기 저항이 사라진다고 본다. 같은 연구를 하고 있던 학자가 같은 현상에 대해서 다른 원리로 설명한 논문을 각각 올린다고 하는 기묘한 현상이 발생했던 것이다.
연구팀 내부에서 이론에 의한 혼란이 생기고 있다라고 하는 분석이 힘을 얻고 있다.연구팀이 올라간동영상이나 자료가 허위 투성이다라고 하는 비판도 나와 있다.
벌써 해외에서는 소셜l 미디어를 중심으로 LK-99를 조소하는 사람도 속출하고 있다.에릭·아스프링미 빈감톤 대학교수는 2일, 트잇타아카운트에 「 나도 LK-99의 샘플을 만들었다」라고 해, 금속 포크를 투명 테이프에 붙여 자석 위에 「공중 부유」하는 님 아이를 촬영한 동영상을 올려 조소했다.
또, 「미확인 비행 물체(UFO)」를 본뜬 「미확인초전도체(USOUnidentified superconductivng objects)」라고 하는 야유가 섞인 신조어까지 등장했다.
에릭·아스프링미 빈감톤 대학교수가 트잇타에 올라간 LK-99의 조소 동영상.
한편, LK-99를 개발한 한국의 벤처 료코 에너지 연구소는, 매스컴과의 접촉을 피한 채로 검증을 위한 샘플을 만들기에 전념하고 있다고 한다.또, 이·소크베 대표가 1개월 후정도 님 들인 내용을 종합 해 발표할 예정이라고 할 계획을 분명히 했다고 전해졌다.
주요 저자인 김·홀타크미 윌리엄·앤드·메리 대학의 연구 교수도 최근, 뉴욕·타임즈(NYT) 등 국내외의 미디어와의 인터뷰를 통해서 「실험을 거쳐 초전도성을 확인했다」라고 주장했다.
LK-99는 이른바 「고려대 상온초전도체」라고도 불린다.1999년에 이 물질을 처음으로 발견한 고 ·최·돈시크 고려대 학명예교수와 제자들이 연구하고 있기 때문이다.동과 납, 인산염 등 일반적이고 염가의 소재로 만들어졌다.
초전도체는 1911년에 처음으로 발견되었지만, 원래 마이너스 200도 전후의 극저온 또는 초고압 상태로 물질 내부의 전기 저항이 제로가 되는 상태를 가리킨다.외부의 자장에 반발해 공중 부유 하는 반자성 효과(마이스너 효과·Meissnereffect)도 일어난다.현재도 입자 가속기, 발전기, 송·배전 설비로 일부 상용화 되어 콴텀 컴퓨터-등의 연구로 활용되고 있다.그러나, 극저온·초고압을 위한 고비용·특수 장비가 필요하고, 제약이 크다.
과학자들은, 상온·상압에서도 초전도성을 실현하는 물질을 개발하면, 에너지·소재의 혁신은 물론, 핵융합 발전·콴텀 컴퓨터-의 실현에 활용되는 등, 혁명적인 변화를 일으킨다고 보고 있다.
현재, 인류가 사용하는 모든 소재는 전기 저항으로 에너지가 없어진다.발전기의 효율이 최대화되어 초소형에서도 대용량의 전기 생산이 가능하게 된다.송전·배전·저장의 과정에서 손실이 없어진다.전기의 생산·소비량을 큰폭으로 줄여, 그 만큼 환경오염·지구 온난화를 막을 수 있다.료코 상태를 실현하기 위한 기본 조건이 용이하게 채워져 멀었던 콴텀 컴퓨터-의 상용화도 급속히 진전할 전망이다.
LK-99 개발 관련 논문이 온라인으로 화제가 되면, 주식시장에 「테마주」까지 등장해, 세상이 시끄러움으로 한 이유다.그러나, 국내외의 전문가는 신중하게 어프로치 해야 한다고 하는 어드바이스다.아직 논문이 제대로 검증되어 있지 않기 때문이다.
작년 9월, 미국 로체스터 대학의 란가·디아스 교수의 「세계 최초의 상온초전도체 발견」논문이 철회되어 금년 3월에 새롭게 게재된 2번째의 논문에 대한 의혹도 깊어지고 있다.만일 사실로서 확인되었다고 해도, 상용화까지는 많은 시간으로 장벽이 남을 가능성이 있다.
안이한 판단으로 사회적 혼란에 연결되지 않게 해야 한다고 하는 것이다.