John Robert Schrieffer nezkoumal jen to, jak předměty vedou elektřinu. Pochopil, jak může proudit elektřina bez ztráty energie. Zní to jako kouzlo, ale je to fyzika. Za to dostal Nobelovu cenu.
Schrieffer se narodil v Oak Park, Illinois, v roce 1931 a stal se jedním z nejvýznamnějších myslitelů ve fyzice kondenzovaných látek. Zemřel 27. července 2019 v Tallahassee na Floridě. Jeho úspěchy ale přesahují to, co je v učebnicích. Toto je stroj, který umožňuje skenování MRI. To lze vidět na magnetickém levitačním vlaku klouzajícím po kolejích. To je budoucnost internetu.
Teorie BCS a záhada supravodivosti
Průlom nastal, když byl Schrieffer mladým postgraduálním studentem. Pracoval pod Johnem Bardeenem na University of Illinois v Urbana-Champaign. Snažili se vyřešit záhadu, která mátla vědce po celá desetiletí. Proč některé kovy ztrácejí odpor při ochlazení na teploty blízké absolutní nule?
Pouhá skutečnost, že se to stalo, nestačí. Vědci potřebují vědět „jak“.
Schrieffer, Bardeen a Leon N. Cooper navrhli to, co se nyní nazývá teorie BCS. Jméno pochází z jejich iniciál. Tato teorie, publikovaná v roce 1957, se stala první mikroskopickou teorií supravodivosti. Obvykle se vysvětluje, že vzájemně se odpuzující elektrony tvoří páry. Tyto „Cooperovy páry“ umožňují atomům procházet krystalickou mřížkou kovu bez kolize. Nejsou zde žádné nehomogenity. Žádné tření. Žádný odpor.
To není jen abstraktní matematika. Toto je kompletní přepracování našeho chápání chování elektronů v pevných látkách. Schriefferovým přínosem bylo matematické „lepidlo“, které drželo teorii pohromadě. Vzal Cooperovy myšlenky o párování elektronů a Bardeenovy názory na vibrace mřížky a spojil je do jediného celku.
Studentská léta
Schriefferova kariéra rostla stejně rychle jako elektrony, které studoval. Po získání titulu Ph.D. v roce 1957 promoval na University of Illinois a později vyučoval na University of Chicago. Poté se vrátil do Illinois. Poté přešel na University of Pennsylvania ve Philadelphii.
V roce 1964 byl jmenován Mary Amanda Wood profesorem fyziky na University of Pennsylvania. Ve stejném roce vydal knihu Teorie supravodivosti. Tato kniha se stala standardním zdrojem pro fyziky po celém světě. Toto není jen shrnutí práce oceněné Nobelovou cenou. Toto je průvodce pro novou generaci výzkumníků.
Pokračoval v práci. V letech 1969 až 1975 byl významným profesorem Andrewa D. Whitea na Cornellově univerzitě. Poté působil na Kalifornské univerzitě v Santa Barbaře, kde byl v letech 1980 až 1991 profesorem fyziky. V roce 1992 se nakonec usadil na Floridské státní univerzitě.
Schrieffer se během své kariéry zaměřoval na supravodivost. Studoval vysokoteplotní supravodiče. Hledal způsoby, jak tento fenomén učinit praktičtějším. Chtěl se dostat z laboratoře do skutečného světa.
Nobelova cena a cena slávy
V roce 1972 obdrželi Schrieffer, Bardeen a Cooper Nobelovu cenu za fyziku. Byl to historický okamžik.
