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카메를링 오너스 초전도 발견 실험

1911 년, 수은을 액체 헬륨으로 식히던 레이던의 실험실에서는 무엇이 사라졌을까요?

무슨 일이 일어났나

헬륨은 1908 년 레이던 대학교에서 처음 액체가 되었고(IEEE 기록), 액체 헬륨 온도는 약 −268.8 °C(약 4.35 K)입니다(MagLab). 오너스 팀은 이 차가움으로 금속의 전기 저항을 쟀습니다.

시료로는 상온에서 액체라 아주 순수하게 만들기 쉬운 수은을 골랐습니다. 1911 년 4 월 8 일 온도를 3 K 까지 내리자 수은의 저항이 «거의 0» 에 다가갔습니다(IEEE 기록).

같은 해 5 월에는 4 K 가까이에서 저항이 갑자기 다시 나타나는 것을 보았고, 저항이 바뀌는 온도 폭은 0.1 K 쯤이었습니다. 시뮬레이터는 4.2 K 에서 한 번에 바뀌는 단순 모형입니다.

저항이 0 이면 전류가 흘러도 열이 나지 않습니다. 시뮬레이터에서 4.4 K 의 1.00 mW 열이 4.1 K 에서는 0 W 가 됩니다.

💡 생활 속 예시

병원 MRI 처럼 센 자석이 필요한 곳의 초전도 자석은 이 실험에서 처음 본 «저항 0» 성질을 씁니다(MagLab).
폰 충전선이 오래 쓰면 미지근해지는 것은 선에 저항이 있기 때문인데, 초전도 상태의 수은에서는 이 열이 0 입니다.

누가 왜 찾았나

헤이커 카메를링 오너스의 레이던 대학교 실험실은 1908 년 헬륨을 처음 액체로 만들어, 그 차가움 속에서 물질이 어떻게 바뀌는지 잴 수 있게 되었습니다. 오너스는 코르넬리스 도르스만 · 헤릿 얀 플림 · 힐레스 홀스트와 함께 순수한 수은의 저항을 재다가, 1911 년 4 월 8 일 물리 실험실 1 호실에서 저항이 사라지는 것을 보았습니다(IEEE 기록).

확인된 값

초전도를 처음 본 날: 1911-04-08 출처
함께 한 사람 — 도르스만 · 플림 · 홀스트: Dorsman, Flim, Holst 출처
곳 — 레이던 대학교 물리 실험실 1 호실: Room 1, Leiden 출처
수은의 저항이 «거의 0» 에 다가감: practically zero 출처
그때 온도 (기념판) — 3 K 까지 내림: 3 K 출처
4 K 가까이에서 저항이 갑자기 다시 나타남 (1911 년 5 월): 4 K 출처
저항이 바뀌는 온도 폭 — 0.1 K 쯤: 0.1 K 출처
수은을 고른 까닭 — 상온에서 액체(순수하게 만들기 쉬움): liquid at room temperature 출처
헬륨을 레이던에서 처음 액체로 만든 해: 1908 출처
첫 결과를 실은 레이던 보고 (Commun. no.120b) 날짜: 1911-04-28 출처
수은이 초전도가 되는 온도 — 4.2 K: 4.2 K 출처
액체 헬륨 온도 — 약 −268.8 °C (≈ 4.35 K): 4.35 K 출처
오너스가 붙인 이름 — «supraconductivity»: supraconductivity 출처
오너스 노벨 물리학상 해 (MagLab): 1913 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 물리학 · 전기와 자기

출처

https://ethw.org/Milestones:Discovery_of_Superconductivity,_1911(확인 2026-11-12)
https://nationalmaglab.org/magnet-academy/read-science-stories/science-simplified/superconductivity-101/(확인 2026-11-12)
https://nationalmaglab.org/magnet-academy/history-of-electricity-magnetism/pioneers/heike-kamerlingh-onnes/(확인 2026-11-12)

이어서 보기

초전도와 마이스너 효과