John Robert Schrieffer nie tylko badał, jak przedmioty przewodzą prąd. Rozumiał, jak prąd może płynąć bez utraty energii. Brzmi jak magia, ale to fizyka. Za to otrzymał Nagrodę Nobla.
Schrieffer urodził się w Oak Park w stanie Illinois w 1931 roku i stał się jednym z najważniejszych myślicieli w fizyce materii skondensowanej. Zmarł 27 lipca 2019 roku w Tallahassee na Florydzie. Ale jego osiągnięcia wykraczają poza to, co jest w podręcznikach. To urządzenie umożliwia skanowanie MRI. Można to zaobserwować w pociągu wykorzystującym lewitację magnetyczną, przesuwającym się po torach. To jest przyszłość Internetu.
Teoria BCS i tajemnica nadprzewodnictwa
Przełom nastąpił, gdy Schrieffer był młodym studentem. Pracował pod okiem Johna Bardeena na Uniwersytecie Illinois w Urbana-Champaign. Próbowali rozwiązać zagadkę, która intrygowała naukowców od dziesięcioleci. Dlaczego niektóre metale tracą odporność po ochłodzeniu do temperatur bliskich zera absolutnego?
Sam fakt, że tak się stało, nie wystarczy. Naukowcy muszą wiedzieć „jak”.
Schrieffer, Bardeen i Leon N. Cooper zaproponowali tak zwaną teorię BCS. Nazwa pochodzi od ich inicjałów. Teoria ta, opublikowana w 1957 roku, stała się pierwszą mikroskopową teorią nadprzewodnictwa. Zwykle wyjaśnia się, że wzajemnie odpychające się elektrony tworzą pary. Te „pary Coopera” pozwalają atomom przechodzić przez sieć krystaliczną metalu bez kolizji. Nie ma żadnych niejednorodności. Brak tarcia. Brak oporu.
To nie jest tylko abstrakcyjna matematyka. Jest to całkowita zmiana naszego rozumienia zachowania elektronów w ciałach stałych. Wkład Schrieffera był matematycznym „klejem”, który spajał teorię. Wziął idee Coopera na temat parowania elektronów i poglądy Bardeena na wibracje sieci i splótł je w jedną całość.
Lata studenckie
Kariera Schrieffera rozwijała się tak szybko, jak badane przez niego elektrony. Po uzyskaniu stopnia doktora ukończył studia na Uniwersytecie Illinois w 1957 r., a następnie wykładał na Uniwersytecie w Chicago. Następnie wrócił do Illinois. Następnie przeniósł się na Uniwersytet Pensylwanii w Filadelfii.
W 1964 roku został mianowany profesorem fizyki Mary Amanda Wood na Uniwersytecie Pensylwanii. W tym samym roku opublikował książkę Teoria nadprzewodnictwa. Książka ta stała się standardowym źródłem wiedzy dla fizyków na całym świecie. To nie tylko podsumowanie prac nagrodzonych Nagrodą Nobla. Jest to przewodnik dla nowego pokolenia badaczy.
Kontynuował pracę. Od 1969 do 1975 był profesorem Andrew D. White’a na Uniwersytecie Cornell. Następnie pracował na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Barbara, gdzie w latach 1980–1991 był profesorem fizyki. W 1992 r. ostatecznie osiadł na Florida State University.
Przez całą swoją karierę Schrieffer skupiał się na nadprzewodnictwie. Badał nadprzewodniki wysokotemperaturowe. Szukał sposobów, aby uczynić to zjawisko bardziej praktycznym. Chciał wydostać się z laboratorium do realnego świata.
Nagroda Nobla i cena sławy
W 1972 roku Schrieffer, Bardeen i Cooper otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. To był historyczny moment.
