「헬륨­3의 초류동 현상」 발견 공로/노벨물리학상 해설

◎­273℃ 이하에서 물질 점성 없어지는 상태올해 노벨물리학상을 받은 미국 코넬대학의 데이비드 리, 로버트 리처드슨교수와 스탠퍼드대학의 더글러스 오셔로프 교수는 70년대초 저온물리학 연구의 중요한 돌파구가 된 「헬륨(He)―3의 초류동현상」을 발견했다.

초유동현상은 보통의 헬륨(He)―4가 절대온도 0도(영하 섭씨 2백73도)이하에서 갑자기 점성이 없어지는 상태로 아무리 좁은 틈새에서라도 아무 저항없이 흐르는 현상을 말한다. 1938년 소련의 카피차가 처음 발견한 초유동현상은 자연계에서는 헬륨(He)―4가 대표적인 물질로 알려졌었다.

보통의 헬륨(He)―4와는 성질이 전혀 다른 헬륨(He)―3은 70년대까지도 초유동성을 나타낼지가 물리학자들의 큰 의문이었으나 데이비드 리 교수팀은 70년대 절대온도 0.0002도 근처에서 특수방법을 적용, 헬륨의 온도를 낮추고 압력을 높여 헬륨(He)―3에서도 초유동상태가 있다는 것을 발견했다. 연구팀의 당초목표는 헬륨을 고체화하는 것이었지만 이 발견을 통해 저온물리학분야의 연구가 활발하게 이뤄지는 계기가 만들어졌다.

서울대 물리학과 유인석교수는 『헬륨(He)―3의 초유동현상으로 저온하에서의 물질 특성을 이해할 수 있게 된 것은 물론 높은 온도에서는 알 수 없었던 물질의 근본성격을 이해하는 데 중요한 역할을 했다』고 평가했다.<박영식>