자기 선속 고정

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자기 선속 고정 현상에 대한 자기 선속관 다이어그램

자기 선속 고정(磁氣線束故障, 영어: flux pinning 플럭스 피닝[*])은 초전도체가 자석 위의 공간에 고정되는 현상이다.

정의[편집]

자기 선속 고정은 2형 초전도체에서만 일어나며, 초전도체를 자석 위에 위치시킬 경우 자기장에 의하여 초전도체가 자석 위에 공중 부양하게 되는 현상이다. 이 현상은 1형 초전도체에서는 일어나지 않는데, 이는 초전도체 내로 아예 자기장이 침투할 수 없기 때문이다.[1]

자기 침투는 자기 선속 고정 현상을 만들게 된다. 높은 온도에서 초전도체는 초전도 전류 소용돌이로 둘러싸인 양자화된 공간, 즉 양자 소용돌이 내로 자속이 들어갈 수 있다. 이렇게 침투한 공간을 자기 선속관(영어: flux tube 플럭스 튜브[*])이라고 한다. 단위 면적당 자기 선속관의 개수는 자속 양자 Φ0을 비례 상수로 하여 자기장에 비례한다. 간단하게, 직경 3인치(7.62cm)에 두께 1마이크로미터의 판에 350 Oe의 자기장을 걸어주게 되면 약 1000억개의 자기 선속관이 생기며, 이는 판 무게의 70,000배의 초전도체를 고정시킬 수 있는 양이다. 저온에서 플럭스 튜브는 한 장소에 고정되어 이동할 수 없다. 이 고정은 초전도체가 한 장소에서 공중에서 뜰 수 있게 해 준다.

자기 선속 고정은 마이스너 효과와 매우 관련이 깊지만, 중요한 한 가지 차이가 있다. 그것은 마이스너 효과가 초전도체가 모든 자기장을 반발하며 초전도체를 보호하지만, 자기 선속 고정은 초전도체 내로 판 모양으로 자속이 고정되어 있는 현상이라는 점에서 다르다.

응용[편집]

자기 선속 고정은 고온 초전도체 세라믹스에서 나타나는 가짜 전기 저항이 발생하고 전류 밀도가 줄어드는 "자기 선속 크리프"(영어: flux creep) 현상을 막기에 바람직하다. 자기 선속 크리프 현상으로 나타나는 고온 초전도체 현상의 저하는 초전도체를 사용하는 데 제약을 주는 인자이다.

더 보기[편집]

주석[편집]

  1. Rosen, J., Ph.D., & Quinn, L. (n.d.). Superconductivity. In K. Cullen, Ph.D. (Ed.), Encyclopedia of physical science. Retrieved from Science Online database.

바깥 고리[편집]