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옥냥이랑 이세돌 보는 평범한 씹덕 펨방갤러인데 일하는 분야가 펨1코에서 언급되니까 뭔가 당황스러운데..



일단 자기소개를 간단히 하면 Y대 화학과에서 박사학위 받은 화학공학과 연구교수인데

마침 미국 연구소에서 발표한 시뮬레이션 논문에서 사용한 시뮬레이션 기법 만들던 사람이라 상황이 재밌어서 의견을 남겨봅니다.



일단 모르는 사람들도 이해하기 쉽게 간단히 설명 드리면 이번에 초전도체 관련 연구내용을 발표한 로렌스 버클리 연구소는 미국 국립 연구소 중에서도  꽤 저명한 연구소이고, 사용한 시뮬레이션 기법은 밀도범함수법(density functional theory)라고 해서 여러분들이 한번 쯤 들어본 슈뢰딩거 방정식이랑 비슷한 방식(정확히는 Kohn-Sham 방정식)으로 물질의 전자들이 어디에 배치되어있고 이런것들을 시뮬레이션해서 특성을 예측하는 시뮬레이션 기법입니다.



일단 논문 내용을 보면 DFT 시뮬레이션으로 LK-99 물질의 전자 구조를 분석해본 결과 초전도체 물질들이 지니는 전자구조와 비슷한 특성들을 보이고, 구리가 납을 대체할때 끼여들어가는 자리에 따라서 초전도 성질이 발현되는 자리도 있고 아닌 자리도 있기 때문에 지금 재현 실험들 결과가 재각각일 수 있다 라는 내용입니다.



논문 자체의 신빙성 측면에서 이론쟁이 입장에서 보면 크게 2가지 정도 문제점이 있는데



1. DFT 계산법은 전자 구조 예측에서 흔히 쓰이긴 하지만 전자 구조, 특히 전자가 위치해있지 않는 구조 계산에서 정확도가 떨어집니다. 이런 측면에서 이번에 발표된 논문은 여러가지 DFT 시뮬레이션 기법 중에서도 어떤 계산방법을 썼는지 정확히 안나와있는게 조금 신뢰도 측면에서 물음표가 생기는 면이 있습니다. DFT+U라는 계산기법은 아까 이야기한 정확도 문제를 어느정도 해소할 수는 있는데 U 값을 어떻게 선택하느냐에 따라서 계산결과가 많이 변하는 문제가 있고 적절한 U값을 택하는 과정이 생략되어있습니다. 추측으로는 기존의 구리가 포함된 물질의 시뮬레이션에서 자주 쓰는 U값을 쓰지 않았을까 싶은데 해당값이 정확도 문제를 충분히 해결할 것인가에 대한 의문은 해소되지는 않습니다. 그리고 보통 DFT 시뮬레이션의 경우 어떤 범함수(functional)를 쓰느냐에 따라서 정확도가 많이 달라지는데 해당 정보도 기재되어 있지 않아서 시뮬레이션 정확도에 대한 판단이 어렵습니다.



2. LK-99 물질의 경우 다중결정구조인데, 시뮬레이션의 경우 단결정 구조입니다. 보통 DFT에서 다중결정을 시뮬레이션하기는 매우 어렵기 때문에 단결정으로 진행하기는 하는데, 이 결과는 LK-99의 초전도 성질을 해석했다 보다는 같은 구성 성분을 가진 물질을 단결정으로 성장시킨 전혀 다른 물질의 성질을 예측한 것에 가깝습니다.  (조금 비약을 하자면 극단적인 예로 저희가 연필심이랑 다이아몬드를 같은 물질이라고 생각하지 않는 것이랑 비슷하죠.)



혹자들은 왜이렇게 부정적으로 보냐 이런 의견들도 있을 수 있는데 원래 과학이라는게 새로운 이론이 나오면 끝없이 반박을 받고 그 반박들을 다 이겨내야만 새로운 발견이 되고 논문이 발표가 되고 하는거니까 자연스러운 현상입니다. 저도 흥미롭게 이번 결과를 바라보는 입장에서 어떻게 결론이 날지 궁금하네요.



3줄요약:

1. 초전도 물질을 이론적으로 뒷받침한 연구소 자체는 믿을만한 기관이다.

2. 연구내용 결과만 보면 초전도 물질이 실제로 상온 초전도성을 띄는 결과를 설명한 결과는 맞다.

3. 시뮬레이션 기법이랑 모델의 정확도 문제에서 조금 의문점들이 있어서 100% 신뢰하는것은 섣부르다.