제8권 · Chapter 3 · 초전도 · 1-2

1-2. 마이스너 효과 — 자기장을 밀어내는 초전도체

여는 이야기: 떠 있는 자석

인터넷에서 초전도와 관련된 영상을 검색해 본 적이 있는가? 가장 많이 등장하는 장면이 있다. 차갑게 냉각된 검은 원반 위에 작은 자석을 올려놓으면, 자석이 원반 표면에 닿지 않고 공중에 둥둥 떠 있는 모습이다. 손으로 살짝 밀면 떠 있는 채로 미끄러지듯 움직이고, 기울여도 떨어지지 않는다. 마치 마법 같다.

이 현상은 영화 속 반중력 장치가 아니다. 진짜 물리학이다. 그리고 이것은 앞 절에서 배운 영저항과는 또 다른 초전도체만의 놀라운 성질에서 비롯된다.

초전도체는 자기장을 내부에 들이지 않는다. 밀어낸다. 자석이 초전도체에 가까이 오면, 초전도체는 마치 "절대로 들어오지 마!"라고 외치듯 자기장을 자기 내부에서 완전히 몰아낸다. 자석은 이 밀어내는 힘 때문에 허공에 떠 있게 되는 것이다.

이 현상의 이름이 바로 마이스너 효과(Meissner effect)다.

핵심 질문: 초전도체는 왜 자기장을 밀어내는가? 그리고 이것은 단순히 "저항이 0인 것"과 어떻게 다른가?