국제 공동 연구진이 전자 간 충돌로 발생하는 전기 저항에 한계치가 있다는 사실을 처음으로 밝혀냈다.
캐나다 토론토대, 프랑스 파리 고등사범학교, 미국 리하이대 공동 연구팀은 16일(현지시간) 국제학술지 '피지컬 리뷰 레터스'에 이 같은 내용의 연구 결과를 발표했다.
연구팀은 절대영도에 가깝게 냉각한 초저온 칼륨 원자를 이용해 실험을 진행했다. 빛으로 만든 격자인 '광격자'에 원자를 가둬 고체 내 전자처럼 행동하도록 만들었다.
연구팀이 원자 간 충돌 속도를 높이자 저항이 증가했지만, 특정 수준 이상에서는 더 이상 커지지 않고 포화 상태에 이르렀다. 이는 원자 간 상호작용이 매우 강해지면 저항 증가가 멈춘다는 것을 의미한다.
조셉 티위센 토론토대 물리학과 교수는 "원자들이 실제 크기보다 훨씬 큰 것처럼 서로 부딪히는 '양자적 증강 효과'가 나타났다"며 "이로 인해 충돌 가능성이 커지면서 저항이 증가했다"고 설명했다.
티위센 교수는 "송전선은 생산된 전력의 최대 8%를 저항으로 잃는다"며 "저항 연구는 새로운 물리 현상을 발견하는 단서가 될 수 있다"고 말했다.
이번 연구 결과는 저밀도 금속에서 저항이 어떻게 작동하는지에 대한 미시적 이해를 제공하며, 향후 양자 물질 연구에 새로운 길을 열어줄 것으로 기대된다.