1987 Nobelprijs voor de natuurkunde

De Nobelprijs voor natuurkunde 1987 ging naar de Duitse natuurkundige J. Georg Bednorz en de Zwitserse natuurkundige K. Alexander Muller om te ontdekken dat bepaalde klassen keramiek konden worden ontworpen die feitelijk geen elektrische weerstand hadden, wat betekent dat er keramische materialen waren die als supergeleiders konden worden gebruikt . Het belangrijkste aspect van deze keramiek is dat ze de eerste klasse van "hoge-temperatuur supergeleiders" vertegenwoordigden en hun ontdekking had baanbrekende effecten op de soorten materialen die kunnen worden gebruikt in geavanceerde elektronische apparaten

Of, in de woorden van de officiële aankondiging van de Nobelprijs, ontvingen de twee onderzoekers de prijs "voor hun belangrijke doorbraak in de ontdekking van supergeleiding in keramische materialen."

De wetenschap

Deze fysici waren niet de eersten die supergeleiding ontdekten, die in 1911 door Kamerlingh Onnes was geïdentificeerd tijdens het onderzoek naar kwik. In wezen, toen kwik in temperatuur werd verlaagd, was er een punt waarop het alle elektrische weerstand leek te verliezen, wat betekent dat de elektrische stroomtelling ongehinderd erdoorheen stroomt, waardoor een superstroom ontstaat. Dit is wat het betekent om een ​​supergeleider te zijn. Het kwik vertoonde echter alleen de supergeleidende eigenschappen bij zeer lage graden in de buurt van absoluut nul, rond 4 graden Kelvin. Later onderzoek in de jaren 1970 identificeerde materialen die supergeleidende eigenschappen vertoonden bij ongeveer 13 graden Kelvin.

Bednorz en Muller werkten samen aan het onderzoek naar de geleidende eigenschappen van keramiek in een IBM-onderzoekslaboratorium in de buurt van Zürich, Zwitserland, in 1986, toen ze de supergeleidende eigenschappen in deze keramiek ontdekten bij temperaturen van ongeveer 35 graden Kelvin. Het materiaal dat werd gebruikt door Bednorz en Muller was een verbinding van lanthaan en koperoxide die was gedoteerd met barium. Deze "supergeleiders bij hoge temperatuur" werden zeer snel bevestigd door andere onderzoekers en het jaar daarop ontvingen ze de Nobelprijs voor de natuurkunde.

Alle supergeleiders bij hoge temperaturen staan ​​bekend als een Type II supergeleider, en een van de effecten hiervan is dat wanneer ze een sterk magnetisch veld aanleggen, ze slechts een gedeeltelijk Meissner-effect vertonen dat in een hoog magnetisch veld afbreekt, omdat bij een bepaalde intensiteit van het magnetische veld de supergeleiding van het materiaal wordt vernietigd door elektrische wervelingen die zich in het materiaal vormen.

J. Georg Bednorz

Johannes Georg Bednorz werd geboren op 16 mei 1950 in Neuenkirchen, in Noord-Rijnland-Westfalen in de Bondsrepubliek Duitsland (bij ons bekend als West-Duitsland). Zijn familie was ontheemd en uit elkaar gegaan tijdens de Tweede Wereldoorlog, maar ze waren herenigd in 1949 en hij was een late toevoeging aan de familie.

Hij ging naar de Universiteit van Munster in 1968, studeerde aanvankelijk scheikunde en stapte daarna over naar het vakgebied mineralogie, met name kristallografie, en vond de mix van scheikunde en natuurkunde meer naar zijn zin. Hij werkte bij het IBM Zurich Research Laboratory in de zomer van 1972, toen hij voor het eerst begon te werken met Dr. Muller, hoofd van de afdeling natuurkunde. Hij begon te werken aan zijn Ph.D. in 1977 aan het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie, in Zürich, met supervisors Prof. Heini Granicher en Alex Muller. Hij trad officieel toe tot het personeel van IBM in 1982, een decennium nadat hij de zomer daar als student had gewerkt.

Hij begon in 1983 te werken aan de zoektocht naar een supergeleider bij hoge temperatuur met Dr. Muller, en zij identificeerden met succes hun doel in 1986.

K. Alexander Muller

Karl Alexander Muller werd geboren op 20 april 1927 in Basel, Zwitserland. Hij bracht de Tweede Wereldoorlog door in Schiers, Zwitserland, studeerde aan het Evangelisch College en voltooide zijn baccalaureaat in zeven jaar, beginnend op de leeftijd van 11 toen zijn moeder stierf. Hij volgde dit op met militaire training in het Zwitserse leger en stapte vervolgens over naar het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie van Zürich. Onder zijn professoren was de beroemde natuurkundige Wolfgang Pauli. Hij studeerde af in 1958, werkte vervolgens bij het Battelle Memorial Institute in Genève, vervolgens als docent aan de Universiteit van Zürich, en kwam uiteindelijk in 1963 aan de slag bij het IBM Zurich Research Laboratory. Daar voerde hij verschillende onderzoeken uit, waaronder een mentor voor Dr. Bednorz en samenwerkend aan het onderzoek om supergeleiders bij hoge temperatuur te ontdekken, wat resulteerde in de toekenning van deze Nobelprijs voor de natuurkunde.