John Bardeen — Amerikansk fysiker: To Nobelpriser, transistor og BCS-teori

Lær om John Bardeen — eneste to-gangs Nobelvinder i fysik, transistorens medopfinder og BCS-superledningsteoriens skaber. Liv, forskning og banebrydende opdagelser.

John Bardeen (23. maj 1908 - 30. januar 1991) var en amerikansk fysiker og elektroingeniør. Han er den eneste person, der har vundet to Nobelpriser i fysik.

Bardeen blev født i Madison, Wisconsin. Hans far, Charles Bardeen, var professor ved den medicinske skole på University of Wisconsin. John Bardeen tog sin bachelor- og kandidatgrad i elektroteknik ved University of Wisconsin-Madison og afsluttede sin ph.d. i fysik ved Princeton University i 1936. Hans tidlige uddannelse gav ham både praktisk indsigt i elektronik og en solid teoretisk baggrund i fysik, hvilket kom til at præge hans senere forskning.

Opdagelsen af transistoren

Under sit arbejde i industrien og ved forskningsinstitutioner samarbejdede Bardeen med andre fremtrædende ingeniører og fysikere. Bardeen arbejdede sammen med William Shockley og Walter Brattain om at opfinde transistoren den 23. december 1947. Den første fungerende transistor (en punktkontakt-transistor udviklet af Bardeen og Brattain) banede vejen for en ny æra i elektronik, idet den gjorde det muligt at bygge mindre, hurtigere og mere energieffektive forstærkere og logiske kredsløb sammenlignet med de tidligere vakuumrør. For opdagelsen af transistoren delte Bardeen, Shockley og Brattain Nobelprisen i fysik i 1956.

BCS-teorien og superledning

Senere i sin karriere vendte Bardeen sin opmærksomhed mod teoretisk kondensationsfysik og især problemet med superledning. Sammen med Leon Cooper og John Robert Schrieffer udviklede han den såkaldte BCS-teori, der beskriver mekanismen bag almindelig (konventionel) superledning, som er karakteriseret ved, at elektrisk modstand forsvinder i visse materialer ved tilstrækkelig lave temperaturer. BCS-teorien introducerer begrebet "Cooper-par" — to elektroner, der via vekselvirkning med gitteret binder sig i par og danner en kollektiv kvantetilstand med et energigab. Denne teori gav en klar, kvantemekanisk forklaring på superledningens egenskaber og havde stor betydning for efterfølgende forskning inden for materialer og lavtemperaturfysik. For dette arbejde modtog Bardeen, Cooper og Schrieffer Nobelprisen i fysik i 1972.

Akademisk karriere og forskning

Bardeen var professor i elektroteknik og fysik ved University of Illinois i Urbana-Champaign fra 1951 til 1991. I denne periode byggede han en aktiv forskningsgruppe og vejledede mange studerende inden for faststoffysik, teoretisk fysik og elektronikteknik. Hans arbejde dækkede både eksperimentelle og teoretiske aspekter af ledning i faste stoffer, halvledere og lave-temperaturfænomener, og hans bidrag påvirkede både grundforskning og praktiske anvendelser.

Priser, anerkendelse og arv

• John Bardeen modtog to Nobelpriser i fysik (1956 og 1972) — det eneste menneske til dato med denne konkrete dobbeltudmærkelse inden for fysik.
• Hans opdagelse af transistoren revolutionerede elektronik og var fundamentet for moderne computere, telekommunikation og forbrugerelektronik.
• BCS-teorien lagde grundlaget for forståelsen af konventionel superledning og inspirerede videre forskning i nye superledende materialer og teknologiske anvendelser (fx magnetisk resonansafbildning og andre lave-temperaturanvendelser).

Personligt og eftermæle

Bardeen var kendt for sin omhyggelige, analytiske tilgang til problemer og for at kombinere teoretisk indsigt med praktisk eksperimentel forståelse. Han var respekteret som underviser og vejleder og modtog adskillige æresbevisninger i løbet af sin karriere. John Bardeen døde 30. januar 1991. Hans arbejde har fortsat stor betydning for både grundforskning og teknologi, og hans opdagelser påvirker stadig moderne elektronik og materialeforskning.

Søg efter bogstav