리서치 하이라이트

초고체 헬륨 상태

Nature 427, 6971

놀라우면서도 이론가들이 확고히 예측할 수 있는 독특한 형태의 물질인 ‘슈퍼 솔리드’ 헬륨이 마침내 발견되었다. 액체 헬륨-4를 2.172K 아래로 떨어지게 되면 점성이 0인 액체인 ‘슈퍼 유체’ 상태가 되며, 원자 수준 크기의 구멍에도 흐를 수 있게 된다. 슈퍼 유체가 ‘슈퍼 유동(super flow)’ 성질을 가지고 있는 것은 자연적인 현상으로 보인다. 하지만 가설에서는 슈퍼 유동 성질이 고체 헬륨에서도 일어날 수 있다고 추론하고 있지만, 이러한 현상을 대량의 고체 헬륨에서 실제로 관찰하려는 많은 시도들이 실패했었다. 최근 고온에서 사용되는 95% 규산질 유리인 바이코어로 된 고체 디스크 내의 고압 환경에서 실제로 관찰되었다. 고체 헬륨이 가진 이러한 특성은 전자의 이동에 따른 간극 및 양자 역학적인 파동에 의한 결정형 고체에 형성된 결점에 의해서 얻어진 것이다.