Джон Роберт Шриффер не просто изучал, как объекты проводят электричество. Он понял, как электричество может течь без потери энергии. Это звучит как магия, но это физика. За это он получил Нобелевскую премию.
Шриффер родился в Оук-Парке, штат Иллинойс, в 1931 году и стал одним из самых важных мыслителей в физике конденсированного состояния. Он умер 27 июля 2019 года в Таллахасси, штат Флорида. Но его достижения выходят за рамки того, что есть в учебниках. Это машина, которая делает возможным МРТ-сканирование. Это можно увидеть на поезде на магнитной подушке, скользящем по рельсам. Это будущее интернета.
Теория БКШ и тайна сверхпроводимости
Прорыв произошел, когда Шриффер был молодым аспирантом. Он работал под руководством Джона Бардина в Иллинойсском университете в Урбана-Шампейн. Они пытались разгадать загадку, которая ставила в тупик ученых на протяжении десятилетий. Почему некоторые металлы теряют сопротивление при охлаждении до температур, близких к абсолютному нулю?
Одного факта, что это произошло, недостаточно. Ученым нужно знать «как».
Шриффер, Бардин и Леон Н. Купер предложили то, что теперь называется теорией БКШ. Название происходит от их инициалов. Эта теория, опубликованная в 1957 году, стала первой микроскопической теорией сверхпроводимости. Обычно объясняется, что взаимно отталкивающиеся электроны образуют пары. Эти «куперовские пары» позволяют атомам проходить через кристаллическую решетку металла без столкновений. Нет неоднородностей. Нет трения. Нет сопротивления.
Это не просто абстрактная математика. Это полная переработка нашего понимания поведения электронов в твердых телах. Вклад Шриффера заключался в математическом «клее», который удерживал теорию вместе. Он взял идеи Купера о спаривании электронов и взгляды Бардина на колебания решетки и сплел их в единое целое.
Студенческие годы
Карьера Шриффера росла так же быстро, как и электроны, которые он изучал. Получив степень доктора философии, он окончил Иллинойсский университет в 1957 году и позже преподавал в Чикагском университете. Затем он вернулся в Иллинойс. После этого он перешел в Пенсильванский университет в Филадельфии.
В 1964 году он был назначен профессором физики имени Мэри Аманды Вуд в Пенсильванском университете. В том же году он опубликовал книгу «Теория сверхпроводимости». Эта книга стала стандартным источником для физиков по всему миру. Это не просто резюме работ, удостоенных Нобелевской премии. Это руководство для нового поколения исследователей.
Он продолжал работать. С 1969 по 1975 год он был выдающимся профессором имени Эндрю Д. Уайта в Корнеллском университете. Затем он работал в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре, где был профессором физики с 1980 по 1991 год. В 1992 году он окончательно обосновался в Государственном университете Флориды.
На протяжении всей своей карьеры Шриффер сосредоточился на сверхпроводимости. Он изучал высокотемпературные сверхпроводники. Он искал способы сделать это явление более практичным. Он хотел выйти из лаборатории в реальный мир.
Нобелевская премия и цена славы
В 1972 году Шриффер, Бардин и Купер получили Нобелевскую премию по физике. Это был исторический момент.
