Джон Роберт Шріффер не просто вивчав, як об’єкти проводять електрику. Він зрозумів, як електрика може текти без втрати енергії. Це звучить як магія, але це фізика. За це він отримав Нобелівську премію.
Шриффер народився в Оук-Парку, штат Іллінойс, в 1931 році і став одним із найважливіших мислителів у фізиці конденсованого стану. Він помер 27 липня 2019 року в Таллахассі, штат Флорида. Але його досягнення виходять за межі того, що є в підручниках. Це машина, яка уможливлює МРТ-сканування. Це можна побачити на поїзді на магнітній подушці, що ковзає рейками. Це майбутнє Інтернету.
Теорія БКШ та таємниця надпровідності
Прорив стався, коли Шріффер був молодим аспірантом. Він працював під керівництвом Джона Бардіна в університеті Іллінойсу в Урбана-Шампейн. Вони намагалися розгадати загадку, яка ставила в глухий кут вчених протягом десятиліть. Чому деякі метали втрачають опір при охолодженні до температур, близьких до абсолютного нуля?
Одного факту, що це сталося недостатньо. Вченим треба знати як.
Шриффер, Бардін та Леон Н. Купер запропонували те, що тепер називається теорією БКШ. Назва походить від їхніх ініціалів. Ця теорія, опублікована 1957 року, стала першою мікроскопічною теорією надпровідності. Зазвичай пояснюється, що електрони, що взаємно відштовхуються, утворюють пари. Ці «куперовські пари» дозволяють атомам проходити через кристалічні ґрати металу без зіткнень. Нема неоднорідностей. Нема тертя. Нема опору.
Це не просто абстрактна математика. Це повна переробка нашого розуміння поведінки електронів у твердих тілах. Внесок Шриффера полягав у математичному “клеї”, який утримував теорію разом. Він узяв ідеї Купера про спарювання електронів і погляди Бардіна на коливання ґрат і сплів їх у єдине ціле.
Студентські роки
Кар’єра Шриффера росла так само швидко, як і електрони, які він вивчав. Здобувши ступінь доктора філософії, він закінчив Іллінойський університет у 1957 році і пізніше викладав у університеті Чикаго. Потім він повернувся до Іллінойсу. Після цього він перейшов до Пенсільванського університету у Філадельфії.
У 1964 році він був призначений професором фізики імені Мері Аманди Вуд у Пенсільванському університеті. Того ж року він опублікував книгу «Теорія надпровідності». Ця книга стала стандартним джерелом для фізиків у всьому світі. Це не просто резюме робіт, відзначених Нобелівською премією. Це посібник для нового покоління дослідників.
Він продовжував працювати. З 1969 по 1975 він був видатним професором імені Ендрю Д. Уайта в Корнеллському університеті. Потім він працював у Каліфорнійському університеті в Санта-Барбарі, де був професором фізики з 1980 до 1991 року. У 1992 році він остаточно влаштувався в Державному університеті Флориди.
Протягом усієї своєї кар’єри Шриффер зосередився на надпровідності. Він вивчав високотемпературні надпровідники. Він шукав способи зробити це явище більш практичним. Він хотів вийти з лабораторії у реальний світ.
Нобелівська премія та ціна слави
У 1972 році Шріффер, Бардін і Купер отримали Нобелівську премію з фізики. То справді був історичний момент.
