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마이크로 클러스터와 화이트 파우더 


한편, 1970년대 말에 데이비드 허드슨이라는 미국의 농부가 아리조나의 화산재 속에서 아주 이상한 물질을 발견한 적이 있었습니다. 허드슨은 이 물질을 연구하여 1989년에 특허를 냈는데, ‘ORME(전위궤도단원자원소)’라고 명명한 이 전이금속원소들은 놀랍게도 상온에서 초전도 현상을 나타내고 있었습니다. 

상온에서 초전도 현상이 일어난다는 것은 과학계에 하나의 충격입니다. 1986년에 산화물 초전도체가 발견되면서 고온 초전도에 대한 관심이 높아졌지만, 그 고온이라는 것도 절대영도에 비해 고온이라는 얘기지 여전히 영하 수십도에 이르는 극저온에서 일어나는 현상입니다. 

전위궤도단원자원소는 또 금속원소인데도 불구하고 전혀 금속의 성질을 가지지 않고 오히려 세라믹에 가까운 성질을 가지고 있습니다. 그 성상이 하얀 가루와 같아서 화이트 파우더라고도 부릅니다. 하지만 이 화이트 파우더는 과학계의 공인을 받지는 못하고 있는 상태인데, 그 특성들이 기존의 과학상식을 모두 무너뜨리는 것이고, 또 기존의 화학적인 방법으로는 분석이 어렵다는 데 그 일부의 이유가 있는 것 같습니다. 

데이비드 허드슨은 화이트 파우더가 화학적으로 불활성으로 된 단원자(單原子) 상태에 있는 것으로 추정하였는데, 게다가 이 물질의 원자 내부온도가 절대 영도에 가까울 것으로 보았습니다. 만약 그렇다면 화이트 파우더가 상온의 보즈-아인슈타인 응축물이라고 볼 수는 없을까요? 

흥미롭게도 핵물리학자들은 1989년에 일부 원소의 원자들이 마이크로 클러스터라는 상태로 존재하는 것을 발견하였는데, 이것은 적게는 두 개에서 많게는 수 백 개의 원자들이 하나의 작은 덩어리를 형성한 것을 말합니다. 이때 이 원자들은 화학적으로 불활성이며, 세라믹에 가까운 특성을 보입니다. 또 초전도성과 촉매의 성질을 보이는 것 역시 화이트 파우더와 닮은 점이라고 할 수 있습니다. 

어쩌면 기존의 저온 초전도는 자연에 광범위하게 일어나는 초전도 현상 중에서 일부 특수한 경우에 지나지 않을지도 모릅니다. 만약 화이트 파우더가 실재한다면 그것은 상온에서도 초전도 현상이 일어난다는 것을 웅변하는 것으로, 언젠가 과학자들이 보즈-아인슈타인 응축물은 상온에서도 존재한다고 발표할 날이 올지 누가 어떻게 알겠습니까?