Biografie van John Bardeen, Nobelprijswinnende natuurkundige

John Bardeen (23 mei 1908-30 januari 1991) was een Amerikaanse natuurkundige. Hij staat vooral bekend om het tweemaal winnen van de Nobelprijs voor de natuurkunde, waardoor hij de eerste persoon is die twee Nobelprijzen op hetzelfde gebied wint.

In 1956 ontving hij de eer voor zijn bijdragen aan de uitvinding van de transistor, een elektronische component die een revolutie teweegbracht in de elektronische industrie. In 1972 won hij de Nobel een tweede keer voor het helpen ontwikkelen van een theorie van supergeleiding, die verwijst naar de staat van het hebben van geen elektrische weerstand.

Bardeen deelde de Nobelprijs voor de natuurkunde van 1956 met William Shockley en Walter Brattain en de Nobelprijs voor de natuurkunde van 1972 met Leon Cooper en John Schrieffer.

Snelle feiten: John Bardeen

• Bezetting: Natuurkundige
• Bekend om: De enige natuurkundige die twee keer de Nobelprijs voor de natuurkunde won: in 1956 voor het helpen uitvinden van de transistor en in 1972 voor het ontwikkelen van de theorie van supergeleiding
• Geboren: 23 mei 1908 in Madison, Wisconsin
• Ging dood: 30 januari 1991 in Boston, Massachusetts
• Ouders: Charles en Althea Bardeen
• Onderwijs: Universiteit van Wisconsin-Madison (B.S., M.S.); Princeton University (Ph.D.)
• Echtgenoot: Jane Maxwell
• Kinderen: James, William, Elizabeth
• Leuk weetje: Bardeen was een fervent golfer. Volgens een biografie maakte hij ooit een hole-in-one en werd hem de vraag gesteld: "Hoeveel is dat voor jou waard, John, twee Nobelprijzen?" Bardeen antwoordde: "Wel, misschien geen twee."

Vroege leven en onderwijs

Bardeen werd geboren op 23 mei 1908 in Madison, Wisconsin. Hij was de tweede van de vijf kinderen van Charles Bardeen, de decaan van de medische school van de Universiteit van Wisconsin, en Althea (geboren Harmer) Bardeen, een kunsthistoricus.

Toen Bardeen bijna 9 jaar oud was, sloeg hij drie klassen op school over om lid te worden van het 7e leerjaar, en een jaar later begon hij met de middelbare school. Na de middelbare school ging Bardeen naar de universiteit van Wisconsin-Madison, waar hij zich toelegde op elektrotechniek. Bij UW-Madison leerde hij voor het eerst over kwantummechanica van professor John Van Vleck. Hij studeerde af met een B.S. in 1928 en bleef bij UW-Madison voor graduate studie, het behalen van zijn masterdiploma in elektrotechniek in 1929.

Begin van de carrière

Na zijn studie volgde Bardeen zijn professor Leo Peters naar de Gulf Research and Development Corporation en begon hij olieonderzoek te bestuderen. Daar hielp Bardeen een methode te bedenken voor het interpreteren van geologische kenmerken van een magnetisch onderzoek - een methode die zo nieuw en nuttig werd geacht dat het bedrijf geen patent heeft aangevraagd uit angst om details aan concurrenten bekend te maken. Details van de uitvinding werden pas veel later gepubliceerd, in 1949.

In 1933 verliet Bardeen Gulf om afgestudeerd te studeren in wiskundige fysica aan de Princeton University. Studeren onder professor E.P. Wigner, Bardeen verrichtte werk aan fysica in vaste toestand. Hij studeerde af met zijn Ph.D. uit Princeton in 1936, hoewel hij in 1935 werd verkozen tot lid van de Society of Fellows op Harvard en van 1935-1938 opnieuw met professor John Van Vleck werkte, ook aan vaste fysica.

In 1938 werd Bardeen universitair docent aan de Universiteit van Minnesota, waar hij het probleem van de supergeleiding bestudeerde - de observatie dat metalen bij de absolute temperatuur geen elektrische weerstand vertonen. Vanwege het uitbreken van de Tweede Wereldoorlog in 1941 begon hij te werken bij het Naval Ordnance Laboratory in Washington, DC, waar hij werkte aan mijnen en scheepsdetectie.

Bell Labs en de uitvinding van de transistor

In 1945, na het einde van de oorlog, werkte Bardeen bij Bell Lab. Hij deed onderzoek naar solid-state elektronica, met name naar de manieren waarop halfgeleiders elektronen kunnen geleiden. Dit werk, dat zwaar theoretisch was en hielp bij het begrijpen van experimenten die al bij Bell Labs werden uitgevoerd, leidde tot de uitvinding van de transistor, een elektronische component die in staat is elektronische signalen te versterken of te schakelen. De transistor verving omvangrijke vacuümbuizen, waardoor miniaturisatie van elektronica mogelijk was; het is een integraal onderdeel van de ontwikkeling van veel moderne moderne elektronica. Bardeen en zijn collega-onderzoekers William Shockley en Walter Brattain wonnen de Nobelprijs voor de natuurkunde voor de uitvinding van de transistor in 1956.

Bardeen werd professor van elektrotechniek en natuurkunde aan de Universiteit van Illinois, Urbana-Champaign, van 1951-1975, voordat hij professor Emeritus werd. Hij vervolgde zijn onderzoek daar tot in de jaren tachtig en publiceerde tot een jaar vóór zijn dood in 1991.

Supergeleiding Onderzoek

In de jaren vijftig hervatte Bardeen het onderzoek naar supergeleiding, waarmee hij in de jaren dertig was begonnen. Samen met natuurkundigen John Schrieffer en Leon Cooper ontwikkelde Bardeen de conventionele theorie van supergeleiding, ook wel Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) theorie genoemd. Ze werden gezamenlijk geëerd met de Nobelprijs in 1972 voor dit onderzoek. De prijs maakte Bardeen de eerste persoon die ooit twee Nobelprijzen op hetzelfde gebied won. 

Awards en onderscheidingen

Naast de Nobelprijs ontving Bardeen tal van onderscheidingen en onderscheidingen waaronder:

• Verkozen tot fellow van de American Academy of Arts and Sciences (1959)
• National Medal of Science (1965)
• IEEE Medal of Honour (1971)
• Presidentiële medaille van vrijheid (1977)

Bardeen ontving eredoctoraten van Harvard (1973), Cambridge University (1977) en de University of Pennsylvania (1976).

Dood en erfenis

Bardeen stierf op 30 januari 1991 aan Boston, Massachusetts. Hij was 82 jaar oud. Zijn bijdragen aan het vakgebied natuurkunde blijven tot op de dag van vandaag invloedrijk. Hij wordt het best herinnerd voor zijn Nobelprijswinnende werk: het helpen ontwikkelen van de BCS-theorie van supergeleiding en het produceren van theoretisch werk dat leidde tot de uitvinding van de transistor. De laatste prestatie bracht een revolutie teweeg op het gebied van elektronica door omvangrijke vacuümbuizen te vervangen en de miniaturisatie van elektronica mogelijk te maken.

bronnen

• John Bardeen - Biografisch. NobelPrize.org. Nobel Media AB 2018. https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1956/bardeen/biographical/
• Sir Pippard, Brian. "Bardeen, John (23 mei 1908-30 januari 1991), natuurkundige."Biografische Memoires van Fellows van de Royal Society, 1 februari 1994, pp. 19-34., Rsbm.royalsocietypublishing.org/content/roybiogmem/39/19.full.pdf