지구 자기장의 변화를 감지하는 강자성체 {자석의 탄생 원인, 퀴리 온도}

2023.09.15 - [2023 물리학I 톺아보기] - 물질의 자성 {전자의 스핀, 상자성체, 반자성체, 강자성체}

물질의 자성 {전자의 스핀, 상자성체, 반자성체, 강자성체}

 

 

지구 자전축의 각도는 23.5º입니다. 이 각도는 21º에서 24º 범위에서 약 몇 만년 주기로 변한다고 하는데요. 지구 자전축의 기울기가 바뀐다면 그에 따라 지구 자기장 방향도 살짝 바뀌기 마련입니다. 

지금의 지구 자기장 방향이 과거와 같지 않다는 사실은 중세 시대에 그려진 벽화를 통해 확인할 수 있어요. 그전에 자석의 원료, 자철석이 만들어지는 이유부터 알아봅시다.

 

자석의 탄생 원인

 

자철석은 철을 함유하고 있는 암석이기 때문에 강자성체입니다. 자철석에 번개가 내리꽂으면 암석에 순간 전류가 흐르게 되고, 그 전류가 만드는 자기장에 의해 암석이 자화됩니다. 자철석은 강자성 암석이다 보니 이후에도 계속 자화된 상태를 유지하는 거죠. 따라서 자철석은 자석이 될 수 있는 거예요. 

적철석 또한 철을 함유하고 있는 강자성 암석입니다. 화학 염료가 발명되지 않았던 중세 시대의 화가들은 적철석을 갈아 만든 염료로 붉은 색깔을 표현하곤 했는데요. 즉, 벽화에 사용되었던 붉은 염료가 강자성체 그 자체였습니다. 따라서 그때 당시의 지구 자기장 방향으로 붉은 염료는 자화 될 수밖에 없죠.

시간이 지나 염료가 굳어버리면서 그때 당시의 지구 자기장 방향이 적철석 염료에 고스란히 남아있을 수 있던 겁니다. 그림에서 확인할 수 있듯이 18세기와 지금의 지구 자기장 방향은 약 1도 가량 차이가 나요.

 

강자성체와 퀴리 온도

 

이러한 강자성체는 항상 자신의 성질을 유지하는 게 아닙니다. 특정 온도 이상이 되면 강자성체의 자기 구역이 해체되어 상자성체가 되어버리거든요. 이 온도를 '퀴리 온도'라고 합니다. 라듐을 발견한 마리 퀴리의 남편 피에르 퀴리가 발견했기 때문에 그의 이름을 딴 거예요. 이 현상을 이용한 재미있는 물리 실험이 있습니다.

 

youtu.be/IPf5qUfw9Wc

실험에 사용한 니크롬선은 니켈로 만든 거예요. 니켈은 강자성체죠. 니켈의 퀴리 온도는 대략 350℃입니다. 가열된 니크롬선은 강자성을 잃어버리지만, 반대편 니크롬선은 여전히 강자성을 띠고 있기에 상대적으로 더 강한 자기력이 작용하여 네오디뮴 자석에 끌려옵니다. 그동안 달궈진 니크롬선이 식으면서 다시 강자성을 띠게 되고 아까와 같은 과정이 반복되는 거죠. 

 

Kitsch - IVE

https://www.youtube.com/watch?v=B8_Pbd8eVf0&list=RDB8_Pbd8eVf0&start_radio=1 

“달콤한 말, 뒤에 숨긴 너의 의도대로 따라가진 않을 거야”

 

키치란 예술을 논하는 것 같지만 실상은 돈벌이를 추구하는 것, 즉 진심 없는 가짜. 쉽게 말해 거짓 가면을 뜻합니다. 삶이나 인생 전반에 대한 성찰이 부재할 시 이런저런 키치에 휘둘리며 살기 십상입니다. 이러한 키치에 대한 저항과 반항의 정신이 노래 가사에 표현되어 있다고 볼 수 있습니다.

 

"중요한 건 눈에 보이지 않아."

과거를 기억하고 있었던 강자성체, 무동력인 듯했지만 실상은 퀴리 온도에서 벌어지는 강자성체의 이상현상.

이처럼 중요한 것은 눈에 보이지 않습니다. 부디 보이지 않는 것을 꿰뚫어 볼 수 있는 냉철한 이성의 눈을 갖춰 잠깐의 탐욕과 쾌락에 여러분의 중요한 것들을 기만당하게 놔두지 마세요. 여러분. 냉철한 이성은 거저 주어지는 것이 아닙니다. 그것은 고통과 외로움을 참아내며 쟁취하는 것입니다. 숱한 실패가 짓누르는 삶의 무게를 견뎌내는 몫은 오로지 내게만 있음을 받아들이세요. 그렇기에 인생은 본디 스스로와의 외로운 싸움입니다. 그리고 그 싸움은 단기에 끝나지 않고 장기전으로 이어질 겁니다.

 

Sea Pearl, 깊은 바다의 어둠 속 기나긴 외로움을 받아들인 조개는 주옥같은 진주를 품어냅니다. 

우리의 인생도 그렇습니다.