LK-99 상온 초전도체 주장의 전말과 과학적 검증의 기록

LK-99 상온 초전도체 주장의 전말과 과학적 검증의 기록

1. 서론: 초전도성, 물리학의 성배

1.1 초전도 현상의 정의

초전도 현상(Superconductivity)은 특정 물질이 임계 온도(`$T_c$`)라고 불리는 특정 온도 이하로 냉각될 때 두 가지 핵심적인 물리적 특성을 동시에 나타내는 상태를 지칭한다. 이 두 특성은 초전도체를 정의하는 필요충분조건이며, 하나라도 만족하지 못하면 초전도체라 할 수 없다.1

첫 번째 특성은 **영 저항(Zero Electrical Resistance)**이다. 일반적인 도체 물질은 전자가 물질의 결정 격자를 구성하는 원자들과 충돌하면서 에너지를 잃고, 이 과정에서 전기 저항이 발생한다.2 이 저항은 열에너지로 변환되어 전력 손실의 주된 원인이 된다. 그러나 초전도 상태에 돌입한 물질에서는 전자들이 저항 없이, 즉 에너지 손실 없이 이동할 수 있다.3 이는 BCS 이론에서 설명하듯, 특정 조건 하에서 전자들이 서로 쌍을 이루는 ’쿠퍼 쌍(Cooper pair)’을 형성하여 격자와의 상호작용을 회피하기 때문에 가능하다.2 영 저항 특성은 한번 전류를 흘려주면 외부 전원 공급 없이도 영구적으로 전류가 흐를 수 있음을 의미하며, 이는 에너지 저장 및 전송 기술에 혁명적인 변화를 가져올 수 있는 잠재력을 내포한다.4

두 번째 특성은 **마이스너 효과(Meissner Effect)**이다. 이는 초전도체가 자신의 내부에서 외부 자기장을 완전히 밀어내는 현상으로, ’완전 반자성(perfect diamagnetism)’이라고도 불린다.4 물질이 초전도 상태로 전이할 때, 그 내부에 존재하던 자기장 선은 물질 밖으로 밀려나게 된다. 이 현상은 초전도체 표면에 유도 전류가 흘러 외부 자기장을 상쇄하는 내부 자기장을 생성하기 때문에 발생한다.4 마이스너 효과는 초전도체가 단순히 전기 저항이 0인 ’완전 도체(perfect conductor)’와 근본적으로 다른 물질임을 증명하는 결정적인 특징이다.6 완전 도체는 저항이 0이더라도 내부 자기장을 그대로 유지하는 반면, 초전도체는 자기장을 능동적으로 배척한다. 바로 이 마이스너 효과 때문에 자석 위에 초전도체를 놓으면 서로 밀어내는 강력한 자기적 반발력에 의해 공중에 떠오르는 자기 부상(magnetic levitation) 현상이 나타난다.3

이 두 가지 특성, 즉 영 저항과 마이스너 효과는 초전도 현상을 규정하는 양대 산맥이며, 어떤 물질이 초전도체임을 주장하기 위해서는 이 두 가지 현상이 명확하고 재현 가능하게 관측되어야만 한다.

1.2 초전도체의 역사와 발전

초전도 현상은 1911년, 네덜란드의 물리학자 헤이커 카메를링 오너스(Heike Kamerlingh Onnes)가 액체 헬륨을 이용해 수은의 전기 저항을 측정하던 중 절대온도 4.2 K(영하 약 269°C)에서 전기 저항이 갑자기 사라지는 것을 발견하면서 처음으로 역사에 등장했다.8 이 혁신적인 발견으로 그는 1913년 노벨 물리학상을 수상했다. 초기 초전도체들은 이처럼 극저온에서만 현상이 발현되었기 때문에, 이를 유지하기 위한 액체 헬륨 냉각 비용이 막대하여 실용적인 응용에는 큰 제약이 따랐다.

이후 과학계의 주된 목표는 초전도 현상이 나타나는 임계 온도(`$T_c$`)를 높이는 것이었다. 수십 년간의 연구에도 불구하고 임계 온도는 수십 켈빈의 문턱을 넘지 못했다. 그러던 1986년, IBM 취리히 연구소의 게오르크 베드노르츠와 알렉스 뮐러가 란타넘-바륨-구리 산화물 계열에서 약 35 K의 임계 온도를 발견하면서 고온 초전도체(High-Temperature Superconductor, HTS) 시대의 막이 열렸다. 여기서 ’고온’은 일상적인 온도 기준이 아니라, 기존 초전도체들의 작동 온도에 비해 상대적으로 높다는 의미이다. 이 발견 이후 구리 산화물(cuprate) 기반의 다양한 물질들이 합성되었고, 임계 온도는 액체 질소의 비등점인 77 K(영하 약 196°C)를 넘어서게 되었다. 이는 냉각재로 비싼 액체 헬륨 대신 저렴한 액체 질소를 사용할 수 있게 되어 초전도 기술의 상용화 가능성을 크게 높인 중요한 진전이었다.4

하지만 구리 산화물 고온 초전도체조차 여전히 극저온 냉각이 필요하며, 세라믹 계열이라 가공이 어렵다는 한계가 있었다. 2010년대 이후에는 수소화합물 등 특정 물질에 수백만 기압에 달하는 초고압을 가하여 상온에 가까운 온도에서 초전도성을 구현하려는 연구가 활발히 진행되었으나, 이는 일상적인 환경에서 사용할 수 없어 경제성이 없었다.6 따라서 과학계의 궁극적인 꿈, 즉 ’성배’는 특별한 냉각 장치나 압력 장비 없이 일상적인 온도와 압력, 즉 상온 상압(room-temperature and ambient-pressure) 조건에서 작동하는 초전도체를 개발하는 것이었다. 이러한 물질의 발견은 인류의 기술 문명을 근본적으로 바꿀 수 있는 잠재력을 지니고 있기에, 지난 한 세기 동안 물리학자들의 끊임없는 도전 과제로 남아 있었다.

1.3 상온 상압 초전도체의 파급효과

만약 상온 상압 초전도체가 실제로 개발된다면, 이는 산업혁명이나 정보혁명에 버금가는 문명사적 전환을 촉발할 것이다. 그 파급효과는 에너지, 교통, 의료, 컴퓨팅 등 사회 전반에 걸쳐 나타날 것으로 예상된다. 이러한 거대한 잠재력이야말로 2023년 여름, LK-99라는 낯선 이름의 물질이 등장했을 때 전 세계가 그토록 열광했던 근본적인 이유이다. LK-99가 제시한 것은 단순히 새로운 물질의 발견이 아니라, 인류가 직면한 수많은 기술적 난제를 단번에 해결할 수 있는 ’만능 열쇠’에 대한 희망이었다.

  • 에너지 혁명: 현재 전력 시스템의 가장 큰 비효율은 송전 과정에서 발생하는 열 손실이다. 전기 저항 때문에 상당량의 전력이 열에너지로 소실되는데, 미국의 경우 그 손실액이 연간 22조 원에 달한다.8 상온 초전도체 케이블을 사용하면 이러한 전력 손실을 0으로 만들 수 있어, 발전소에서 생산된 에너지를 거의 그대로 소비자에게 전달할 수 있다. 이는 에너지 효율을 극대화하고 화석 연료 사용을 줄여 기후 변화 대응에도 기여할 수 있다. 또한, 에너지 손실 없이 전류를 영구적으로 저장할 수 있어 차세대 에너지 저장 장치(ESS) 개발에도 핵심적인 역할을 할 것이다.5

  • 교통 시스템의 도약: 자기 부상 열차는 초전도 자석의 강력한 자기력을 이용해 열차를 선로에서 띄워 마찰 없이 고속으로 주행하는 기술이다.4 현재는 초전도 자석을 극저온으로 냉각시켜야 하므로 막대한 비용과 복잡한 시스템이 필요하다. 상온 초전도체가 있다면 냉각 장비 없이도 강력한 자기장을 생성할 수 있어, 자기 부상 열차의 건설 및 운영 비용을 획기적으로 낮추고 대중화를 앞당길 수 있다.

  • 의료 기술의 발전: 자기공명영상(MRI) 장치는 인체 내부를 정밀하게 촬영하기 위해 강력한 초전도 자석을 사용한다.4 이 역시 극저온 냉각이 필수적이어서 장비가 크고 비싸며, 검사 비용 또한 높다. 상온 초전도체를 적용하면 MRI 장비를 소형화하고 제작 비용을 낮출 수 있어, 진단 비용을 절감하고 의료 접근성을 크게 향상시킬 수 있다.8

  • 컴퓨팅 패러다임의 전환: 현대 반도체 기술은 집적회로의 발열 문제로 인해 성능 향상에 물리적 한계를 맞고 있다. 이른바 ’무어의 법칙’의 종말이 예견되는 상황이다.6 상온 초전도체는 발열 없이 신호를 전달할 수 있으므로, 프로세서의 클럭 속도를 극한까지 끌어올리고 전력 대비 성능을 비약적으로 향상시킬 수 있다. 이는 슈퍼컴퓨터와 인공지능 기술의 발전을 가속화할 것이다. 더 나아가, 현재 극저온 환경에서만 작동하는 양자 컴퓨터의 상용화에도 결정적인 돌파구를 제공할 수 있다. 초전도 큐비트(qubit)를 상온에서 안정적으로 유지할 수 있게 되면, 양자 컴퓨터의 소형화와 대중화가 가능해져 인류의 컴퓨팅 능력은 새로운 차원으로 도약할 것이다.6

이처럼 상온 상압 초전도체는 인류의 오랜 꿈이자 미래 기술의 핵심으로, 그 발견은 곧 새로운 시대의 개막을 의미한다. LK-99에 대한 짧고 강렬했던 소동은 바로 이 거대한 기대감 위에서 펼쳐진 한 편의 해프닝이었다.

Table 1: 물질의 전기적·자기적 특성 비교

물질 종류전기 저항 (`$\rho$`)자기적 특성 (외부 자기장 인가 시)
도체 (Conductor)낮지만 0은 아님. 온도에 비례하여 증가 (`$\rho \propto T$`).약한 반자성 또는 상자성.
부도체 (Insulator)매우 높음.약한 반자성.
초전도체 (Superconductor)임계 온도(`$T_c$`) 이하에서 0 (`$\rho = 0$`).마이스너 효과: 자기장 완전 배척 (완전 반자성).
완전 도체 (Perfect Conductor)저항이 0 (`$\rho = 0$`).자기장을 내부에 고정시킴 (마이스너 효과 없음).

2. LK-99의 등장: 2023년 여름의 과학계 스캔들

2.1 퀀텀에너지연구소의 논문 발표

2023년 7월 22일, 전 세계 과학계는 한국의 한 소규모 벤처기업이 던진 파문에 휩싸였다. 이석배 대표와 김지훈 연구소장이 이끄는 퀀텀에너지연구소(Quantum Energy Research Centre) 연구팀이 논문 사전 공개 사이트인 ’아카이브(arXiv)’에 상온 상압 조건에서 작동하는 초전도체 ’LK-99’를 세계 최초로 합성하는 데 성공했다는 내용의 논문 두 편을 연달아 게재한 것이다.10 이 발표는 정식 학술지의 엄격한 동료 심사(peer review)를 거치지 않은 예비 결과물이었지만, 그 주장의 파격성 때문에 즉각적으로 전 세계적인 주목을 받았다.13

LK-99라는 이름은 물질을 처음 발견했다고 주장하는 두 연구자, 이석배(Lee) 대표와 김지훈(Kim) 연구소장의 성 이니셜과, 그들이 이 물질에 대한 연구를 처음 시작했다고 밝힌 1999년에서 따온 것이다.10 연구팀은 논문에서 이 연구가 2017년 작고한 그들의 스승인 故 최동식 고려대학교 명예교수의 유지를 이어받아 20년 이상 끈질기게 매진해 온 결과물이라고 밝히며, 연구의 오랜 역사와 정통성을 강조했다.10

2.2 초기 논문의 핵심 주장

arXiv에 공개된 두 편의 논문은 세부적인 내용과 저자 구성에서 약간의 차이를 보였으나, 공통적으로 LK-99가 상온 상압 초전도체라는 혁명적인 주장을 담고 있었다. 그들의 핵심 주장은 다음과 같이 요약할 수 있다.

  • 화학식 및 구조: LK-99는 납-인회석(lead-apatite)의 결정 구조를 변형한 물질로, 화학식은 `$Pb_{10-x}Cu_x(PO_4)_6O$`이며, 여기서 구리(Cu)의 치환량 `$x$`는 0.9에서 1.1 사이라고 명시했다.14 이는 기존에 알려진 절연체인 납-인회석 구조에서 일부 납(Pb) 원자를 구리 원자로 치환하여 새로운 물리적 특성을 발현시켰다는 의미였다.

  • 초전도 임계 온도 (`$T_c$`): 연구팀은 LK-99가 상온을 훌쩍 뛰어넘는 400 K (섭씨 약 127°C) 이상의 온도까지 초전도성을 유지한다고 주장했다.15 이는 인류가 지금까지 발견한 어떤 초전도체보다 월등히 높은 임계 온도로, 만약 사실이라면 냉각 장비가 전혀 필요 없는 완벽한 상온 초전도체의 등장을 의미했다.

  • 초전도성의 증거: 연구팀은 자신들의 주장을 뒷받침하기 위해 여러 실험 데이터를 제시했다. 특정 온도 구간에서 전기 저항이 급격히 감소하는 그래프, 임계 전류(`$I_c$`) 및 임계 자기장(`$H_c$`) 측정 데이터 등을 포함했다.17 그러나 가장 대중의 시선을 사로잡은 것은 자석 위에서 동전 모양의 LK-99 시료가 일부 떠서 흔들리는 모습을 담은 동영상이었다.7 연구팀은 이 현상이 초전도체의 핵심 특징인 마이스너 효과의 증거라고 주장하며, 이를 통해 LK-99가 자기 부상 능력을 갖춘 초전도체임을 시각적으로 보여주고자 했다.7

2.3 발표를 둘러싼 논란

이처럼 파격적인 주장에도 불구하고, 과학계 전문가들은 발표 초기부터 여러 가지 의문점을 제기했다. 이는 주장의 내용뿐만 아니라, 그 주장이 발표된 방식과 절차상의 문제점에서 비롯된 것이었다. 경험 많은 과학자들에게 이러한 절차적 이상 징후는 내용의 신뢰도에 대한 심각한 경고 신호로 받아들여졌다.

가장 먼저 지적된 문제는 두 편의 논문이 불과 몇 시간 차이로, 서로 다른 저자 목록을 가진 채 arXiv에 게재되었다는 점이다.10 첫 번째 논문은 권영완 고려대 연구교수가 주도하여 3명의 저자로 올라왔고, 두 번째 논문은 김현탁 윌리엄 앤드 메리대 연구교수가 주도하여 6명의 저자로 구성되었으며 여기에는 권 교수의 이름이 빠져 있었다.18 이후 알려진 바에 따르면, 이는 연구팀 내부의 주도권 다툼과 이견으로 인해 한쪽 저자가 다른 저자들의 동의 없이 논문을 서둘러 공개하자, 다른 쪽도 뒤이어 논문을 올린 결과였다.11 이러한 내부 갈등의 노출은 연구 결과가 충분한 내부 검토와 합의를 거치지 않은 채 성급하게 공개되었음을 시사하는 명백한 증거였다.

또한, 논문 자체의 완성도에 대한 비판도 쏟아졌다. 제시된 데이터 그래프는 노이즈가 심하고 해석이 불분명했으며, 데이터 제시 방식 또한 일반적인 초전도체 연구 논문의 표준적인 형식을 따르지 않았다.12 특히 저항 측정 데이터는 ’0’에 도달하지 않았고, 자기 부상 영상 역시 시료가 완전히 떠오르지 않고 일부가 자석에 붙어 있는 불안정한 모습을 보여주어 완전한 마이스너 효과라고 보기에는 무리가 있었다.13 이러한 ‘엉성한(sloppy)’ 발표 방식은 동료 심사를 거치지 않은 preprint의 한계를 여실히 드러냈으며, 많은 전문가들로 하여금 LK-99 주장에 대해 깊은 회의감을 갖게 만들었다.21 결국 LK-99 사태는 그 시작부터 과학적 내용의 진위 여부와 더불어, 과학적 발견이 어떻게 발표되고 검증되어야 하는가에 대한 절차적 문제를 함께 제기한 이례적인 사건이었다.

3. LK-99의 이론적 탐구: 가능성과 의문

LK-99 주장의 진위를 파악하기 위해 전 세계 이론물리학자들은 즉각적으로 컴퓨터 시뮬레이션에 착수했다. 그들의 목표는 논문에서 제안된 화학 구조와 합성법을 바탕으로 LK-99의 전자 구조를 계산하고, 과연 이 물질이 이론적으로 초전도성을 가질 수 있는지를 탐색하는 것이었다.

3.1 화학 구조 및 합성법

논문에 따르면 LK-99의 기본 구조는 자연계에 존재하는 광물인 인회석(apatite)의 한 종류인 납-인회석(`$Pb_{10}(PO_4)_6O$`)에 기반한다.22 이 물질은 육방정계 구조를 가지며, 순수한 상태에서는 전기 저항이 매우 높은 절연체이다.22 연구팀의 핵심 아이디어는 이 절연체 구조의 일부 납(Pb) 이온을 구리(Cu) 이온으로 치환(doping)하여 전기적 특성을 극적으로 바꾸는 것이었다. 그들이 제안한 최종 화학식은

`$Pb_9Cu(PO_4)_6O$`로, 이는 납-인회석 구조 내 특정 위치의 납 이온 약 10%가 구리 이온으로 대체되었음을 의미한다.14

이러한 구조를 만들기 위해 제안된 합성법은 고체상태 반응법(solid-state reaction)으로, 크게 두 단계로 나뉜다.

  1. 전구체(Precursor) 합성: 먼저 두 종류의 중간 물질을 만든다. 첫째, 산화납(PbO)과 황산납(Pb(SO₄)) 분말을 1:1 몰비로 혼합하여 도가니에 넣고 725°C에서 24시간 동안 가열하여 라나카이트(Lanarkite, `$Pb_2(SO_4)O$`)를 합성한다.10 둘째, 구리(Cu)와 인(P) 분말을 혼합하여 진공 상태의 석영관에 봉입한 뒤 550°C에서 48시간 가열하여 인화구리(Copper Phosphide,

`$Cu_3P$`)를 제조한다.10

  1. 최종 물질 합성: 이렇게 만들어진 라나카이트와 인화구리 분말을 다시 혼합하여 분쇄한 뒤, 진공 상태의 석영관에 넣고 925°C의 고온에서 5시간에서 20시간 동안 굽는다. 이 과정을 거치면 최종적으로 회흑색의 다결정 고체 물질인 LK-99가 얻어진다고 연구팀은 밝혔다.10

이 합성법은 상대적으로 흔한 재료를 사용하고 초고압이나 극저온 시설이 필요 없어, 전 세계 많은 연구실에서 단기간에 재현을 시도해볼 수 있는 길을 열어주었다.

3.2 제안된 초전도 메커니즘

퀀텀에너지연구소 연구팀은 자신들이 발견한 LK-99의 초전도 현상이 기존의 BCS 이론이나 구리 산화물 고온 초전도체와는 다른, 새로운 메커니즘에 의해 발현된다고 주장했다. 그들의 이론은 ‘1차원 초전도 양자 우물(1D Superconducting Quantum Well, SQW)’ 모델로 요약된다.17

이 이론의 출발점은 결정 구조 내에서 발생하는 미세한 변형이다. 납 이온(`$Pb^{2+}$`)에 비해 구리 이온(`$Cu^{2+}$`)은 크기가 더 작다. 따라서 납-인회석 격자 내의 납 자리를 구리가 대체하게 되면, 주변 원자들을 끌어당겨 결정 전체의 부피가 미세하게 수축하게 된다. 연구팀은 이 부피 수축률을 0.48%로 계산했으며, 이 수축이 결정 내부에 엄청난 국소적 응력(stress)을 발생시킨다고 보았다.14

이 내부 응력은 특정 원자 배열에 영향을 미친다. 납-인회석 구조에는 인산염(`$PO_4$`) 사면체 기둥과 그 사이를 지나는 납(Pb) 원자 사슬이 존재하는데, 구리 치환으로 발생한 응력이 이 납 원자 사슬과 주변 산소 원자 사이의 계면에 집중된다는 것이다. 연구팀은 이 계면에 전자들이 갇혀 1차원적인 움직임만 할 수 있는 ’양자 우물(Quantum Well)’이 형성된다고 주장했다.17 즉, 전자들이 3차원 공간을 자유롭게 움직이는 대신, 이 1차원 채널을 따라서만 이동하게 되어 전자 간의 상호작용이 극대화되고, 이것이 저항 없는 흐름, 즉 초전도성을 유발한다는 것이 그들의 핵심 가설이었다.2

3.3 밀도범함수 이론(DFT) 계산과 초기 기대

LK-99 논문이 발표되자마자, 전 세계 이론물리학 그룹들은 밀도범함수 이론(Density Functional Theory, DFT)이라는 강력한 컴퓨터 시뮬레이션 도구를 사용하여 LK-99의 전자 구조를 계산하기 시작했다. DFT는 양자역학 원리에 기반하여 물질의 전자 상태와 에너지 구조를 예측하는 방법으로, 새로운 물질의 특성을 이론적으로 탐색하는 데 널리 사용된다.

사건 초기, 미국 로렌스 버클리 국립연구소(LBNL)를 비롯한 여러 저명한 연구기관에서 내놓은 DFT 계산 결과는 LK-99에 대한 기대감을 증폭시키는 역할을 했다.12 이들 시뮬레이션 결과에 따르면, LK-99의 전자 밴드 구조에서 페르미 준위(Fermi level, 전자가 채워질 수 있는 가장 높은 에너지 레벨) 근처에 매우 좁고 평평한 에너지 띠, 이른바 ’플랫 밴드(flat bands)’가 존재할 가능성이 제기되었다.12

물리학에서 플랫 밴드는 매우 중요한 의미를 갖는다. 밴드가 평평하다는 것은 그 에너지 상태에 있는 전자의 유효 질량이 매우 크고 속도가 느리다는 것을 의미한다. 이런 상태에서는 전자들 사이의 상호작용(쿨롱 반발력 등)이 전자의 운동 에너지보다 훨씬 중요해지면서, 기존 이론으로는 설명하기 어려운 강상관(strongly correlated) 전자계 현상이 나타날 수 있다. 일부 비전형 고온 초전도체에서 이러한 플랫 밴드가 초전도성의 중요한 단서로 여겨졌기 때문에, LK-99에서 플랫 밴드의 존재 가능성이 제기되자 많은 이들이 이를 LK-99의 초전도성 주장을 뒷받침하는 강력한 이론적 근거로 받아들였다.

그러나 이러한 초기 이론 연구의 열광은 중요한 맥락을 간과한 것이었다. 플랫 밴드가 존재한다는 사실 자체만으로는 초전도성을 보장하지 않는다. 그 밴드를 구성하는 전자들이 결정 전체를 자유롭게 이동할 수 있는 ‘비편재화된(delocalized)’ 상태인지, 아니면 특정 원자 주위에 갇혀 움직이지 못하는 ‘편재화된(localized)’ 상태인지가 더욱 중요하다. 만약 전자가 편재되어 있다면, 아무리 플랫 밴드가 존재하더라도 전기가 흐를 수 없으므로 초전도는 불가능하다. LK-99에 대한 초기 DFT 계산의 열풍은 이러한 미묘하지만 결정적인 차이를 충분히 고려하지 않은 채, ’플랫 밴드’라는 유망한 키워드에만 집중하여 성급한 낙관론을 낳는 결과를 초래했다. 이는 이론적 가능성과 실험적 현실 사이의 간극을 보여주는 대표적인 사례가 되었다.

Table 2: LK-99 초기 논문의 핵심 주장 요약

항목 (Item)주장 내용 (Claimed Content)제시된 근거 (Evidence Presented)
물질명 (Name)LK-99이석배, 김지훈의 성과 1999년 발견 연도
화학식 (Formula)`$Pb_{10-x}Cu_x(PO_4)_6O$` (`$0.9<x<1.1$`)합성법에 기반한 제안
임계 온도 (`$T_c$`)400 K (127 °C) 이상온도-저항 그래프에서 저항 급감 관측
영 저항`$T_c$` 이하에서 저항이 0에 가까워짐4-프로브 측정법을 통한 저항 데이터
마이스너 효과관측됨자석 위에서 시료가 부분적으로 부상하는 동영상
초전도 메커니즘1차원 초전도 양자 우물(SQW)Cu 치환에 의한 0.48% 부피 수축 이론

4. 전 세계적 검증의 서막: 재현 실험과 엇갈리는 결과들

4.1 전 세계 연구소의 신속한 재현 시도

LK-99의 주장이 지닌 엄청난 파급력과 더불어, 그 합성법이 비교적 간단하고 접근성이 높은 재료들로 구성되어 있다는 점은 전례 없는 속도의 글로벌 검증 경쟁을 촉발시켰다.12 고가의 특수 장비 없이 일반적인 재료과학 실험실의 전기로만으로도 제작이 가능하다는 점 때문에, 논문 공개 후 불과 며칠 만에 전 세계 수십 개의 대학 연구소, 국립 연구기관, 심지어는 개인 유튜버와 아마추어 과학 애호가들까지 재현 실험에 뛰어들었다.13

이 과정은 트위치(Twitch), 유튜브(YouTube), X(구 트위터) 등 소셜 미디어를 통해 거의 실시간으로 중계되었다. 연구자들은 시료를 굽는 과정부터 X선 회절(XRD) 분석 결과, 자석 위에 시료를 올려보는 테스트까지 모든 과정을 대중에게 공개했다.22 이는 전통적인 과학 연구의 폐쇄적인 검증 과정과는 완전히 다른 양상이었다. 통상적으로 수개월에서 수년이 걸리는 동료 심사와 재현 연구 과정이 불과 몇 주 만에 전 세계적으로, 그리고 공개적으로 이루어지는 ’오픈 사이언스’의 극적인 사례가 펼쳐진 것이다. 이 현상은 과학 지식이 생산되고 검증되는 방식에 대한 새로운 가능성과 함께 심각한 문제점을 동시에 드러냈다.

4.2 초기 재현 결과: 부정적 혹은 불분명함

전 세계적인 재현 노력에도 불구하고, 초기 결과들은 대부분 LK-99의 초전도성 주장을 뒷받침하지 못했다. 오히려 결과들이 연구 그룹마다 제각각으로 나타나면서 혼란만 가중되었다.

대다수의 공신력 있는 연구팀들은 LK-99를 합성하는 데 성공했지만, 초전도성의 핵심 증거인 영 저항이나 완전한 마이스너 효과는 관측하지 못했다고 보고했다.14 인도의 국립물리연구소(NPL)는 합성된 시료가 초전도체처럼 자기장을 밀어내는 대신, 자석에 약하게 끌리는 상자성 또는 강자성 특성을 보인다고 발표했다.28 중국 베이징 대학 연구팀 역시 합성된 시료의 조각들이 강자성 특성을 보이며, 이것이 부분 부상 현상을 설명할 수 있다고 주장했다.16 또 다른 연구팀들은 합성된 물질이 금속이 아닌 저항이 매우 높은 반도체나 부도체에 가깝다는 결과를 보고했다.29

물론 일부 긍정적으로 해석될 여지가 있는 결과도 있었다. 중국 화중과학기술대학 연구팀은 자신들이 합성한 작은 시료 조각이 자석 위에서 부분적으로 떠 있는 영상을 공개하며 성공적인 재현 가능성을 시사했다.12 그러나 이 영상 역시 원본 영상과 마찬가지로 시료가 완전히 부상하지 않고 자석에 일부가 닿아 있는 형태여서, 이것이 진정한 마이스너 효과인지 아니면 단순한 자기적 반발력인지 구분하기 어려웠다.

이처럼 재현 실험 결과가 일관성 없이 중구난방으로 나타난 현상 자체가 LK-99 주장에 대한 강력한 반증이었다. 과학에서 재현성(reproducibility)은 발견의 신뢰도를 담보하는 가장 중요한 원칙이다. 만약 LK-99가 진짜 상온 초전도체이고 제시된 합성법이 정확했다면, 전 세계의 유능한 연구팀들이 동일한 절차를 따랐을 때 유사한 결과를 얻었어야 했다. 그러나 결과가 이렇게 제각각이었다는 것은, 원본 논문의 주장이 틀렸거나, 혹은 결과에 영향을 미치는 통제되지 않은 결정적인 변수(예: 불순물)가 존재함을 강력하게 시사하는 것이었다. 이 혼란스러운 초기 검증 과정은 과학의 자기 교정 메커니즘이 어떻게 작동하는지를 대중에게 생생하게 보여주었다. 즉, 하나의 놀라운 주장이 제기되면, 수많은 독립적인 검증 시도를 통해 그 주장이 견고한 사실인지, 아니면 재현 불가능한 허상인지를 가려내는 과정이 시작되는 것이다.

4.3 한국초전도저온학회(KSSC) 검증위원회 출범

국제적인 검증 열기와 사회적 논란이 커지자, 한국의 관련 학계도 공식적인 대응에 나섰다. 2023년 8월 2일, 한국초전도저온학회(The Korean Society of Superconductivity and Cryogenics, KSSC)는 국내 초전도체 분야 전문가들로 구성된 ’LK-99 검증위원회’를 발족한다고 발표했다.20 검증위원회에는 서울대학교, 성균관대학교, 포항공과대학교 등 국내 유수의 대학 연구팀 8곳이 참여하여 LK-99에 대한 체계적이고 교차적인 검증을 수행하기로 했다.31

검증위원회는 활동 초기에 퀀텀에너지연구소가 공개한 논문 데이터와 영상을 분석한 결과를 바탕으로 잠정적인 입장을 밝혔다. 위원회는 “현재 공개된 데이터와 영상만으로는 LK-99를 상온 초전도체로 보기 어렵다“고 평가했다.1 특히 저항 그래프가 0으로 떨어지지 않는 점과, 자기 부상 영상에서 나타나는 현상이 완전한 마이스너 효과의 특징인 ‘자기 선속 고정(flux pinning)’ 현상 없이 불안정하게 진동하는 점 등을 근거로 들었다.20

이에 검증위원회는 논란을 명확히 종식시키기 위해 가장 확실한 방법, 즉 퀀텀에너지연구소가 제작한 원본 시료를 직접 받아 측정하는 교차 검증을 제안했다. 위원회는 퀀텀에너지연구소 측에 공식적으로 시료 제공을 요청했다.1 그러나 퀀텀에너지연구소는 “투고한 논문이 현재 국제 학술지의 심사를 받고 있으므로, 심사가 완료된 후에 시료를 제공할 수 있다“는 입장을 밝히며 요청을 사실상 거절했다.14 이로 인해 검증위원회는 원본 시료 없이, 공개된 레시피에 따라 자체적으로 시료를 합성하여 검증을 진행할 수밖에 없게 되었다. 원본 시료의 부재는 이후 검증 과정의 신뢰성에 대한 불필요한 논쟁의 빌미를 제공하기도 했다.

5. 미스터리의 해부: 불순물이 만든 신기루

전 세계적인 재현 실험에서 일관된 결과가 나오지 않고 혼란이 지속되던 중, 몇몇 연구 그룹들이 LK-99의 미스터리를 풀 결정적인 단서를 발견하기 시작했다. 그 단서는 LK-99 자체의 특성이 아니라, 합성 과정에서 필연적으로 생성되는 ’불순물’에 있었다. 과학적 탐정 작업과도 같았던 이 과정을 통해, LK-99가 보여준 초전도체와 유사한 현상들은 사실 불순물이 만들어낸 정교한 신기루였음이 밝혀졌다.

5.1 핵심 용의자, 황화구리(Cu₂S)

여러 연구팀이 합성된 LK-99 시료를 X선 회절(XRD) 분석법으로 조사한 결과, 공통적으로 상당량의 황화구리(I)(Copper(I) Sulfide, `$Cu_2S$`)가 불순물로 포함되어 있음을 확인했다.14 XRD는 물질에 X선을 쏘아 그 결정 구조에 따라 회절되는 패턴을 분석하여 구성 성분을 알아내는 기술이다.

황화구리가 생성된 것은 우연이 아니었다. LK-99의 합성법을 화학적으로 분석해 보면, 이는 필연적인 결과였다. LK-99의 전구체 중 하나인 라나카이트(`$Pb_2(SO_4)O$`)는 황(S)을 포함하고 있다. 이 물질이 인화구리(`$Cu_3P$`)와 고온에서 반응할 때, 목표 물질인 `$Pb_9Cu(PO_4)_6O$` 외에 황을 포함하는 부산물이 생성될 수밖에 없다. 원본 논문에 제시된 반응식은 원소의 개수가 맞지 않는 불균형한 식이었고, 화학 양론을 고려하여 균형을 맞춘 반응식은 다음과 같이 표현될 수 있다 14:

$$5 Pb_2(SO_4)O + 6 Cu_3P \rightarrow Pb_9Cu(PO_4)_6O + 5 Cu_2S + Pb + 7 Cu$$

이 반응식은 목표 물질인 LK-99 한 단위가 생성될 때, 황화구리(`$Cu_2S$`)가 다섯 단위나 생성됨을 명확히 보여준다. 즉, 퀀텀에너지연구소의 합성법은 본질적으로 LK-99와 황화구리의 혼합물을 만드는 과정이었던 것이다.35 이 황화구리라는 불순물의 존재가 LK-99의 모든 미스터리를 푸는 ’열쇠’임이 곧 드러나게 된다.

저항 급감의 진실: Cu₂S의 상전이

LK-99가 초전도체라는 주장의 가장 강력하고 과학적으로 보였던 증거는 특정 온도에서 전기 저항이 급격하게 떨어지는 현상이었다. 그러나 이 현상은 황화구리(`$Cu_2S$`)의 이미 잘 알려진 물리적 특성으로 완벽하게 설명된다는 사실이 밝혀졌다.33

황화구리는 온도에 따라 결정 구조가 변하는 1차 상전이(first-order structural phase transition)를 겪는 물질이다. 구체적으로, 약 104°C (377 K)를 기점으로 고온에서는 육방정계(hexagonal) 구조의 베타(`$\beta$`)상으로 존재하다가, 저온에서는 단사정계(monoclinic) 구조의 감마(`$\gamma$`)상으로 변한다.33 중요한 것은 이 구조 변화가 전기 저항에 극적인 영향을 미친다는 점이다. 고온의 베타상은 저온의 감마상에 비해 저항이 수백 배나 높다. 따라서 온도를 낮추는 과정에서 상전이 온도인 104°C를 지날 때, 황화구리의 전기 저항은 절벽처럼 급격하게 감소한다.33

이 상전이 온도는 퀀텀에너지연구소가 자신들의 논문에서 저항 급감이 시작된다고 보고한 온도(약 104.8°C)와 놀라울 정도로 정확하게 일치했다.33 이는 우연이라고 보기 힘든 강력한 증거였다. 즉, LK-99 시료에서 관측된 저항 급감 현상은 초전도 전이가 아니라, 시료 내에 다량 포함된 황화구리 불순물의 상전이 현상이었던 것이다.

더 나아가, 원본 논문에서 초전도 상전이의 또 다른 증거로 제시했던 열용량 데이터의 람다(`$\lambda$`) 형태 피크 역시, 황화구리가 1차 상전이를 겪을 때 나타나는 열용량 피크의 모양과 정확히 일치한다는 사실도 밝혀졌다.33 이로써 LK-99의 전기적, 열적 특성으로 제시된 증거들은 모두 황화구리라는 불순물로 설명되는 ’가짜 신호(artifact)’였음이 명백해졌다.

자기 부상 현상의 재해석

대중에게 가장 강렬한 인상을 남겼던 자기 부상 동영상 역시 재해석되었다. 초전도체의 마이스너 효과에 의한 부상은 자석의 극성에 관계없이 항상 반발력이 작용하며, ’자기 선속 고정(flux pinning)’이라는 현상에 의해 특정 위치에 안정적으로 고정되는 특징을 보인다. 그러나 LK-99 영상에서 보인 모습은 이러한 특징과 거리가 멀었다.

시료는 완전히 뜨지 못하고 일부가 자석에 닿아 있었으며, 자석 위에서 불안정하게 움직이다가 특정 방향으로 서는 모습을 보였다.20 여러 재현 연구를 통해 이러한 현상은 강자성(Ferromagnetism)으로 설명될 수 있음이 밝혀졌다. 강자성체는 자석에 끌어당겨지지만, 특정 모양과 무게 중심을 가질 경우 자석의 자기력선 분포에 따라 한쪽 끝이 들리는 것과 같은 불안정한 반 부상 상태를 연출할 수 있다.27 실제로 일부 재현 시료에서는 강자성 신호가 뚜렷하게 측정되었으며, 이는 합성 과정에서 생성된 철(Fe) 불순물이나 다른 자기적 상(phase)에 의한 것으로 추정되었다.14

또한, 설령 시료가 반발력을 보였다 하더라도 이는 마이스너 효과가 아닌 강한 반자성(diamagnetism)일 수 있다. 모든 물질은 약한 반자성을 띠지만, 흑연이나 비스무트와 같은 물질은 비교적 강한 반자성을 보여 자석 위에서 뜰 수 있다. LK-99 논문 자체에서도 완벽한 마이스너 효과가 아닌, 흑연의 수천 배에 달하는 강한 반자성을 관측했다고 언급하고 있어, 이 역시 초전도성의 결정적 증거로 보기에는 부족했다.22

결론적으로, LK-99가 보여준 초전도체와 유사한 두 가지 핵심 현상, 즉 저항 급감과 자기 부상은 각각 황화구리 불순물의 상전이와 시료의 강자성적 특성이라는, 이미 잘 알려진 고전적인 물리 현상으로 모두 설명되었다. 이는 LK-99가 초전도체라는 주장이 근본적으로 잘못된 해석에 기반하고 있음을 보여주는 결정적인 논리적 귀결이었다.

Table 3: LK-99 관측 현상과 Cu₂S 특성 비교

관측 현상 (Observed Phenomenon)LK-99 논문의 주장 (Claim in LK-99 Papers)황화구리(`$Cu_2S$`)의 알려진 특성 (Known Property of `$Cu_2S$`)최종 과학적 결론 (Final Scientific Conclusion)
~104°C 근처 저항 급감초전도 상전이 (`$T_c$`)~104°C에서 1차 구조 상전이 발생. 저항률이 수백 배 감소함.`$Cu_2S$` 불순물의 상전이로 인한 현상.
부분적 자기 부상마이스너 효과강자성 또는 강한 반자성 특성을 가질 수 있음.마이스너 효과가 아닌 일반적인 자기력에 의한 반발.
열용량 데이터의 피크초전도 상전이의 람다(`$\lambda$`) 피크1차 상전이 시 열용량에 뚜렷한 피크 발생.`$Cu_2S$` 불순물의 상전이로 인한 현상.
임계 전류(`$I_c$`) 거동초전도체의 특성상전이로 인한 저항 변화가 외부 전류(줄 발열)에 따라 달라짐.`$Cu_2S$` 상전이가 전류에 의해 유도된 것으로 해석 가능.

VI. 결정적 증거와 최종 판결

불순물이 LK-99 현상의 주된 원인이라는 가설이 설득력을 얻어가는 가운데, 논란에 종지부를 찍을 결정적인 증거가 등장했다. 이는 불순물의 영향을 완전히 배제하고 순수한 LK-99 물질 자체의 특성을 규명한 연구로부터 나왔다. 이 연구 결과는 이전의 모든 논쟁을 잠재우고 LK-99의 정체에 대한 최종 판결을 내렸다.

막스 플랑크 고체 연구소의 단결정 합성

결정적 증거는 독일의 세계적인 기초과학 연구기관인 막스 플랑크 협회 산하 고체 연구소(Max Planck Institute for Solid State Research)에서 나왔다. 2023년 8월, 이 연구소의 파스칼 푸팔(Pascal Puphal) 박사가 이끄는 연구팀은 ’플로팅 존(floating-zone)’이라는 정밀한 결정 성장법을 이용하여 황화구리(`$Cu_2S$`)와 같은 불순물이 거의 포함되지 않은 고순도의 LK-99 단결정(single crystal)을 합성하는 데 성공했다고 발표했다.35

이전의 모든 재현 실험은 여러 작은 결정들이 무작위로 뭉쳐 있는 다결정(polycrystalline) 시료를 대상으로 했기 때문에, 결정립계(grain boundary)나 불순물의 영향을 정확히 분리하기 어려웠다. 그러나 단결정은 물질 전체가 하나의 거대한 결정으로 이루어져 있어, 물질 고유의 내재적 특성을 가장 정확하게 측정할 수 있는 ’기준 물질’이다.

막스 플랑크 연구팀이 합성한 순수한 LK-99 단결정은 놀라운 모습을 하고 있었다. 기존에 알려진 회흑색의 불투명한 다결정 시료와는 달리, 이 단결정은 투명한 보라색을 띠었다.40 그리고 이 순수한 단결정의 전기적 특성을 측정한 결과는 LK-99가 초전도체라는 주장에 대한 사형 선고나 다름없었다. 측정 결과, 순수한 LK-99는 초전도체는커녕 금속도 아니었으며, 저항이 수백만 옴(

`$\Omega$`)에 달하는 완벽한 **부도체(insulator)**임이 명백하게 증명되었다.26

이 결과는 LK-99라는 물질 자체에는 초전도성이 전혀 없으며, 이전에 퀀텀에너지연구소와 일부 재현 그룹들이 관측했던 초전도체와 유사한 모든 현상(저항 급감, 자기 부상 등)이 전적으로 황화구리를 비롯한 불순물 때문에 발생한 착시 현상이었음을 최종적으로, 그리고 실험적으로 확인시켜 주었다. 이는 LK-99 논쟁의 본질이 무엇이었는지를 명확히 규정했다. 즉, 이 사건은 새로운 초전도체의 발견이 아니라, 불순물이 섞인 다상(multi-phase) 물질의 특성을 잘못 해석한 결과였던 것이다. 막스 플랑크 연구소의 연구는 이 논쟁의 과학적 종결을 알리는 가장 중요한 이정표가 되었다.

KSSC 검증위원회의 백서 발표

국제적인 연구 결과들이 LK-99에 대해 부정적인 결론으로 수렴되던 2023년 12월 13일, 한국초전도저온학회 LK-99 검증위원회는 수개월에 걸친 국내외 검증 활동을 총망라한 종합 보고서, 즉 백서(white paper)를 발표했다.1

백서의 결론은 단호하고 명확했다. 검증위원회는 **“LK-99가 상온·상압 초전도체라는 근거가 전혀 없다”**고 공식적으로 선언했다.32 이러한 결론에 도달하기까지의 근거는 다음과 같이 체계적으로 제시되었다.

  1. 원본 논문 데이터의 신뢰성 부족: 검증위는 퀀텀에너지연구소가 제출한 원본 논문의 데이터 자체가 초전도체의 특성인 영 저항과 마이스너 효과를 명확하게 보여주지 못한다고 지적했다. 저항 값은 0으로 수렴하지 않았으며, 자화율 데이터 역시 일반적인 초전도체의 그래프와 상이했다.1

  2. 재현 실험에서의 초전도성 부재: 서울대를 포함한 국내 8개 연구기관에서 진행한 재현 실험 결과, 어떤 시료에서도 상온 또는 저온에서 초전도성이 나타나지 않았다고 밝혔다. 일부 시료에서 관측된 저항 급감 현상은 불순물이 적은 시료에서는 나타나지 않아, 이 현상이 불순물에 의한 것임을 재확인했다.32

  3. 부도체 특성 확인: 특히 불순물을 줄여 합성한 단결정 시료에서는 매우 높은 저항값이 측정되어, LK-99가 근본적으로 부도체임을 보여준다고 설명했다. 이는 막스 플랑크 연구소의 결과와도 일치하는 내용이다.32

검증위원회는 퀀텀에너지연구소 측이 끝내 원본 시료를 제공하지 않아 교차 검증을 수행하지 못한 점에 대해 유감을 표하면서도, 현재까지 축적된 국내외의 모든 과학적 증거를 종합할 때 LK-99를 초전도체로 볼 수 없다는 것이 과학계의 명백한 결론임을 분명히 했다.44

국제 학술지의 종합 결론

막스 플랑크 연구소의 결정적인 실험 결과와 KSSC 검증위원회의 공식 발표를 전후하여, 세계 최고 권위의 과학 학술지들 역시 LK-99 사태를 정리하는 기사들을 통해 과학계의 최종적인 합의(consensus)를 공표했다.

2023년 8월 16일, 학술지 Nature는 “과학 탐정들이 LK-99의 미스터리를 풀었으며, 이 물질은 초전도체가 아니라는 증거를 발굴했다“고 보도했다.14 기사는 막스 플랑크 연구소의 단결정 연구를 결정적 증거로 인용하며, 관측된 현상들이 황화구리 불순물에 의한 것이라는 설명을 상세히 다루었다.36

Science를 비롯한 다른 주요 학술지와 과학 매체들 역시 비슷한 내용의 기사를 통해 LK-99가 초전도체가 아니라는 점을 명확히 했다.

이로써 2023년 여름을 뜨겁게 달구었던 LK-99 논란은 과학계 내부에서는 명백한 결론에 도달하며 막을 내렸다. 전 세계적인 협력 검증을 통해 LK-99는 상온 초전도체가 아닌, 불순물에 의해 흥미로운 물리적 특성이 발현된 부도체로 최종 판명되었다.

VII. 결론: LK-99 사태가 남긴 교훈

LK-99는 상온 초전도체가 아니라는 과학적 결론으로 마무리되었지만, 이 사건이 과학계와 사회에 남긴 영향은 결코 작지 않다. 한 편의 해프닝으로 끝난 이 소동은 21세기 디지털 시대에 과학적 발견이 어떻게 소통되고 검증되며, 때로는 왜곡될 수 있는지를 보여주는 생생한 사례 연구가 되었다. LK-99 사태는 과학의 본질과 그 작동 방식에 대해 여러 중요한 교훈을 남겼다.

오픈 사이언스의 명과 암

LK-99 사태는 ’오픈 사이언스’의 잠재력과 위험성을 동시에 극명하게 보여주었다.

긍정적인 측면에서, arXiv와 같은 논문 사전 공개(preprint) 서버는 동료 심사라는 시간 소모적인 과정을 거치기 전에 최신 연구 결과를 전 세계 연구자들과 신속하게 공유할 수 있는 강력한 플랫폼임을 입증했다.21 덕분에 LK-99라는 주장은 발표된 지 불과 몇 주 만에 전 세계 수십 개 연구 그룹에 의해 동시에 검증될 수 있었다. 소셜 미디어를 통한 실시간 정보 공유는 이 과정을 더욱 가속화하여, 인류 역사상 가장 빠르고 광범위한 집단적 과학 검증을 가능하게 했다.19 이는 전통적인 방식으로는 수년이 걸렸을지도 모를 검증 과정을 압축적으로 보여준 오픈 사이언스의 순기능이었다.

그러나 그 이면에는 어두운 그림자도 뚜렷했다. 동료 심사라는 최소한의 ’필터’를 거치지 않은, 완성도가 떨어지고 검증되지 않은 주장이 무분별하게 대중에게 노출되면서 엄청난 사회적 혼란과 비용을 초래했다.46 LK-99 관련 주식은 비이성적인 투기 열풍으로 급등락을 반복했고, 수많은 연구자들은 검증되지 않은 주장을 재현하기 위해 귀중한 시간과 연구 자원을 소모해야 했다. 과학적 주장이 엄밀한 검증을 거쳐 사실로 확립되기 전에, 대중과 시장에 의해 마치 확정된 사실처럼 소비될 때 어떤 부작용이 발생하는지를 여실히 보여준 사례였다.

디지털 시대의 과학 커뮤니케이션

이 사건은 소셜 미디어가 현대 과학 커뮤니케이션에서 차지하는 막강한 영향력을 재확인시켰다. X(구 트위터), 레딧(Reddit), 유튜브 등은 과학적 논의를 전문가의 영역에서 대중의 광장으로 끌어내어 전례 없는 관심과 참여를 유도했다.12 이는 과학의 대중화라는 측면에서 긍정적인 면이 있지만, 동시에 정보의 과장, 오해, 그리고 가짜 뉴스가 증폭되는 온상이 되기도 했다.

LK-99 관련 논의에서는 전문 지식을 갖춘 과학자들의 신중한 분석보다, 자극적이고 단정적인 비전문가 유튜버나 소셜 미디어 인플루언서의 콘텐츠가 훨씬 높은 조회수와 참여를 기록하는 현상이 나타났다.46 이는 대중이 과학적 정보를 소비하는 방식과 신뢰도를 형성하는 과정이 전통적인 권위(학술지, 전문가)에서 벗어나고 있음을 시사한다. 따라서 앞으로 과학계는 어떻게 하면 디지털 환경에서 정확하고 균형 잡힌 정보를 효과적으로 전달하고, 대중의 과학적 소양(scientific literacy)을 높일 수 있을지에 대한 깊은 고민과 전략이 필요함을 이 사건은 일깨워 주었다.

과학적 엄밀함의 가치

결론적으로 LK-99 사태는 우리에게 과학의 가장 근본적인 가치들이 왜 중요한지를 역설적으로 가르쳐 주었다.

  • 재현성(Reproducibility): 어떤 과학적 발견도 다른 연구자에 의해 독립적으로 재현될 수 없다면 그 가치를 인정받을 수 없다. LK-99의 주장은 이 첫 번째 관문에서부터 무너졌다.

  • 불순물 제어의 중요성: 재료과학에서 불순물은 측정 결과를 완전히 왜곡할 수 있는 결정적인 변수이다. LK-99는 불순물의 효과를 물질 고유의 특성으로 오인한 대표적인 사례로 기록될 것이다.

  • 철저한 동료 심사(Peer Review): 성급한 공개 이전에 동료 전문가들의 비판적인 검토를 거치는 과정이 왜 필수적인지를 보여주었다. 동료 심사는 연구의 오류를 걸러내고 주장의 신뢰도를 높이는 과학의 핵심적인 품질 관리 시스템이다.

비록 LK-99는 초전도체가 아니었지만, 이 떠들썩했던 소동은 실패 그 이상의 의미를 지닌다. 전 세계는 가설 제기, 독립적인 실험을 통한 검증, 동료 집단의 비판, 반증의 축적, 그리고 최종적인 과학적 합의 도출에 이르는 과학의 자기 교정 과정(self-correcting nature) 전체를 실시간으로 목격했다.47 교과서 속에 박제된 영웅적인 성공 신화가 아닌, 오류와 논쟁으로 가득 찬 지저분하고 인간적인 과학의 진짜 모습이 대중 앞에 펼쳐진 것이다. 그런 의미에서 LK-99 사태는 과학계와 사회 모두에게 값비싸지만 의미 있는 ’공개 수업’이었다.

참고 자료

  1. 검증위 LK-99 초전도체성 부정 근거는…“전기저항 0 아냐” - 연합뉴스, 9월 14, 2025에 액세스, https://www.yna.co.kr/view/AKR20231213083500017
  2. LK-99 Limitations and Significances - Stanford Computer Science, 9월 14, 2025에 액세스, https://cs.stanford.edu/people/zjl/pdf/lk99.pdf
  3. 국내서 재현된 LK-99, 상온 초전도체였을까? [클립] | 9층시사국29회 (23.08.27), 9월 14, 2025에 액세스, https://www.youtube.com/watch?v=llTakCi8A-o
  4. [초전도체] LK-99 그것은 무엇인가? - 송송송 - 티스토리, 9월 14, 2025에 액세스, https://ssongsong23.tistory.com/entry/%EC%B4%88%EC%A0%84%EB%8F%84%EC%B2%B4-LK-99-%EA%B7%B8%EA%B2%83%EC%9D%80-%EB%AC%B4%EC%97%87%EC%9D%B8%EA%B0%80
  5. LK-99는 진정한 상온 초전도체일까? - 사이언스타임즈, 9월 14, 2025에 액세스, https://www.sciencetimes.co.kr/news/lk-99%EB%8A%94-%EC%A7%84%EC%A0%95%ED%95%9C-%EC%83%81%EC%98%A8-%EC%B4%88%EC%A0%84%EB%8F%84%EC%B2%B4%EC%9D%BC%EA%B9%8C/
  6. 초전도체 - 나무위키, 9월 14, 2025에 액세스, https://namu.wiki/w/%EC%B4%88%EC%A0%84%EB%8F%84%EC%B2%B4
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  8. 상온·상압 초전도체를 향한 인류의 끝없는 도전 - 한국일보, 9월 14, 2025에 액세스, https://www.hankookilbo.com/News/Read/A2023082114210001607
  9. Researchers Claim They Developed a Room-Temperature Superconductor, 9월 14, 2025에 액세스, https://thequantuminsider.com/2023/07/26/researchers-claim-they-developed-a-room-temperature-superconductor/
  10. [동향]상온 초전도체 둘러싼 논란들 살펴보니 - 사이언스온, 9월 14, 2025에 액세스, https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchTrend.do?cn=SCTM00252586
  11. 상온 초전도체 둘러싼 논란들 살펴보니 - 사이언스타임즈, 9월 14, 2025에 액세스, https://www.sciencetimes.co.kr/?p=252586
  12. There’s no room-temperature superconductor yet, but the quest continues - The Guardian, 9월 14, 2025에 액세스, https://www.theguardian.com/science/2023/sep/02/room-temperature-superconductor-south-korea-lk-99-nuclear-fusion-maglev
  13. Viral room-temperature superconductor claims spark excitement - Freethink, 9월 14, 2025에 액세스, https://www.freethink.com/hard-tech/room-temperature-superconductor
  14. LK-99 - Wikipedia, 9월 14, 2025에 액세스, https://en.wikipedia.org/wiki/LK-99
  15. https://arxiv.org/abs/2307.12037 Superconductor Pb10-xCux(PO4 …, 9월 14, 2025에 액세스, https://arxiv.org/abs/2307.12037
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  45. ‘LK-99’ 결국 “상온 초전도체 아닌 부도체” 결론…퀀텀에너지연구소? - 포인트경제, 9월 14, 2025에 액세스, https://www.pointe.co.kr/news/articleView.html?idxno=7064
  46. LK-99 isn’t a superconductor - how science sleuths solved the mystery - ResearchGate, 9월 14, 2025에 액세스, https://www.researchgate.net/publication/373172130_LK-99_isn’t_a_superconductor_-_how_science_sleuths_solved_the_mystery
  47. The Fascinating Flop of LK-99. The physics community erupted in chaos… | by 1kg | Medium, 9월 14, 2025에 액세스, https://medium.com/@1kg/the-fascinating-flop-of-lk-99-e29621ad8646
  48. (PDF) Perception and argumentation in the LK-99 superconductivity controversy: a sentiment and argument mining analysis - ResearchGate, 9월 14, 2025에 액세스, https://www.researchgate.net/publication/390874442_Perception_and_argumentation_in_the_LK-99_superconductivity_controversy_a_sentiment_and_argument_mining_analysis