KAIST 연구팀, 자기장 변화 이용 초저온 냉각장치 개발

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 소형 초저온 냉각장치를 세계 최초로 개발했다.

한국과학기술원(KAIST)은 기계공학과 정상권 교수 연구팀이 값비싼 냉매를 사용하지 않고 소형의 크기로 초저온을 달성할 수 있는 냉각장치를 최초 개발했다고 19일 밝혔다.

연구팀은 세계 최초로 자기장 변화를 이용해 절대온도 0도에 가까운 온도를 구현하는 방식의 단열 탈자 냉동기와 흡착식 냉동기를 통합한 구조를 제안하고 이를 구현, 절대온도 0.3K(섭씨 -272.85도)의 냉각 온도를 달성했다.

일반적으로는 동위원소인 헬륨-3과 헬륨-4의 혼합물을 이용한 희석식 냉동기가 사용됐으나 비용이 많이 들고 기체 순환 장치가 요구돼 시스템의 크기가 거대한 단점이 있다.

정상권 교수는 “이번에 개발한 ‘통합형 단열 탈자 냉동기’는 소형화와 단순성을 모두 갖춘 혁신적인 초저온 냉각 방식으로, 다양한 양자 소자 냉각에 활용될 것으로 기대된다”며 “앞으로 더 낮은 온도를 구현할 수 있는 자성 물질을 선택한다면 기존 희석식 냉동기를 완전히 대체할 수 있을 것”이라고 말했다.

KAIST 기계공학과 권도훈 박사과정이 참여한 이번 연구 결과는 내년 5월 미국항공우주국(NASA)이 주관하는 우주 극저온 워크샵에서 발표할 예정이다.

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