John Robert Schrieffer n’a pas seulement étudié la manière dont les objets conduisent l’électricité. Il a compris comment l’électricité pouvait circuler sans perdre d’énergie. Cela ressemble à de la magie, mais c’est de la physique. Cela lui a valu un prix Nobel.
Schrieffer est né à Oak Park, dans l’Illinois, en 1931 et est devenu l’un des penseurs les plus importants de la physique de la matière condensée. Il est décédé le 27 juillet 2019 à Tallahassee, en Floride. Mais ses réalisations vont au-delà de ce qui est écrit dans les manuels. C’est la machine qui rend possible l’IRM. On peut le voir sur un train maglev glissant sur les voies. C’est l’avenir du Web.
Théorie BCS et mystère de la supraconductivité
La percée a eu lieu alors que Schrieffer était un jeune étudiant diplômé. Il travaille sous la direction de John Bardeen à l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign. Ils tentent de résoudre une énigme qui intrigue les scientifiques depuis des décennies. Pourquoi certains métaux perdent-ils leur résistance lorsqu’ils sont refroidis à un niveau proche du zéro absolu ?
Ce n’est pas suffisant que cela se soit produit. Les scientifiques doivent savoir « comment ».
Schriefer, Bardeen et Leon N. Cooper ont proposé ce que l’on appelle aujourd’hui la théorie BCS. Le nom est dérivé de leurs initiales. Cette théorie, publiée en 1957, fut la première théorie microscopique de la supraconductivité. On explique généralement que les électrons mutuellement répulsifs forment des paires. Ces « paires de Cooper » permettent aux atomes de traverser le réseau métallique sans entrer en collision. Il n’y a aucune irrégularité. Aucun frottement. Il n’y a aucune résistance.
Il ne s’agit pas seulement de mathématiques abstraites. Il s’agit d’une réécriture complète de la façon dont nous comprenons le comportement des électrons dans les solides. La contribution de Schrieffer était le ciment mathématique qui maintenait la théorie ensemble. Il a pris les idées de Cooper sur l’appariement des électrons et les vues de Bardeen sur les vibrations du réseau et les a intégrées en un tout cohérent.
Vie étudiante
La carrière de Schrieffer s’est développée aussi vite que les électrons qu’il a étudiés. Après avoir obtenu son doctorat, il est diplômé de l’Université de l’Illinois en 1957 et a ensuite enseigné à l’Université de Chicago. Puis je suis retourné dans l’Illinois. Il a ensuite fréquenté l’Université de Pennsylvanie à Philadelphie.
En 1964, il a été nommé professeur de physique Mary Amanda Wood à l’Université de Pennsylvanie. La même année, il publie la « Théorie de la supraconductivité ». Ce livre est devenu une source standard pour les physiciens du monde entier. Il ne s’agit pas seulement d’un résumé des travaux lauréats du prix Nobel. Ceci est un guide pour la nouvelle génération de chercheurs.
Il a continué encore. De 1969 à 1975, il a été professeur émérite Andrew D. White à l’Université Cornell. Il a ensuite travaillé à l’Université de Californie à Santa Barbara, où il a été professeur de physique de 1980 à 1991. Il s’est finalement installé à la Florida State University en 1992.
Tout au long de sa carrière, Schrieffer s’est concentré sur la supraconductivité. Il étudie les supraconducteurs à haute température. Il a cherché des moyens de rendre ce phénomène plus réaliste. Il voulait sortir du laboratoire et entrer dans le monde réel.
Le prix Nobel et le prix de la gloire
En 1972, Schrieffer, Bardeen et Cooper reçurent le prix Nobel de physique. C’est un moment historique.
