John Robert Schrieffer hat nicht nur untersucht, wie Objekte Elektrizität leiten. Er fand heraus, wie Strom fließen kann, ohne Energie zu verlieren. Es klingt wie Magie, aber es ist Physik. Dies brachte ihm einen Nobelpreis ein.
Schrieffer wurde 1931 in Oak Park, Illinois, geboren und entwickelte sich zu einem der bedeutendsten Denker der Physik der kondensierten Materie. Er starb am 27. Juli 2019 in Tallahassee, Florida. Aber seine Leistungen gehen über das hinaus, was in den Lehrbüchern steht. Es ist das Gerät, das MRT-Scans ermöglicht. Zu sehen ist eine Magnetschwebebahn, die über die Gleise gleitet. Das ist die Zukunft des Webs.
BCS-Theorie und das Geheimnis der Supraleitung
Der Durchbruch gelang Schrieffer als junger Doktorand. Er arbeitet unter der Aufsicht von John Bardeen an der University of Illinois in Urbana-Champaign. Sie versuchen, ein Rätsel zu lösen, das Wissenschaftler seit Jahrzehnten vor Rätsel stellt. Warum verlieren manche Metalle ihren Widerstand, wenn sie auf nahezu den absoluten Nullpunkt abgekühlt werden?
Es reicht nicht, dass es passiert ist. Wissenschaftler müssen wissen, „wie“.
Schriefer, Bardeen und Leon N. Cooper schlugen die sogenannte BCS-Theorie vor. Der Name leitet sich von ihren Initialen ab. Diese 1957 veröffentlichte Theorie war die erste mikroskopische Theorie der Supraleitung. Üblicherweise wird erklärt, dass sich gegenseitig abstoßende Elektronen Paare bilden. Diese „Cooper-Paare“ ermöglichen es Atomen, das Metallgitter zu passieren, ohne zu kollidieren. Es gibt keine Unregelmäßigkeiten. Keine Reibung. Es gibt keinen Widerstand.
Das ist nicht nur abstrakte Mathematik. Dies ist eine völlige Neufassung unseres Verständnisses des Verhaltens von Elektronen in Festkörpern. Schrieffers Beitrag war der mathematische Kitt, der die Theorie zusammenhielt. Er nahm Coopers Ideen zur Elektronenpaarung und Bardeens Ansichten zu Gitterschwingungen auf und verwob sie zu einem kohärenten Ganzen.
Studentenleben
Schrieffers Karriere wuchs ebenso schnell wie die Elektronen, die er studierte. Nach seinem Doktortitel schloss er 1957 sein Studium an der University of Illinois ab und lehrte später an der University of Chicago. Dann ging ich zurück nach Illinois. Anschließend besuchte er die University of Pennsylvania in Philadelphia.
1964 wurde er zum Mary Amanda Wood Professor für Physik an der University of Pennsylvania ernannt. Im selben Jahr veröffentlichte er die „Theorie der Supraleitung“. Dieses Buch ist zu einer Standardquelle für Physiker auf der ganzen Welt geworden. Dies ist nicht nur eine Zusammenfassung der Werke von Nobelpreisträgern. Dies ist ein Leitfaden für die neue Generation von Forschern.
Er fuhr noch einmal fort. Von 1969 bis 1975 war er Andrew D. White Distinguished Professor an der Cornell University. Anschließend arbeitete er an der University of California, Santa Barbara, wo er von 1980 bis 1991 Professor für Physik war. 1992 ließ er sich schließlich an der Florida State University nieder.
Im Laufe seiner Karriere konzentrierte sich Schrieffer auf die Supraleitung. Er erforscht Hochtemperatur-Supraleiter. Er suchte nach Möglichkeiten, dieses Phänomen realistischer zu gestalten. Er wollte raus aus dem Labor und in die reale Welt.
Der Nobelpreis und der Preis des Ruhms
1972 erhielten Schrieffer, Bardeen und Cooper den Nobelpreis für Physik. Dies ist ein historischer Moment.
