John Bardeen n’a pas seulement changé la physique. Il a reconstruit la réalité. Né le 23 mai 1908 à Madison dans le Wisconsin et décédé le 30 janvier 1991 à Boston, il détenait un record qui ne sera jamais battu. Il est la seule personne dans l’histoire à avoir remporté deux fois le prix Nobel de physique.
La plupart des gens considèrent les transistors comme de petits interrupteurs. C’est vrai, mais c’est aussi la raison pour laquelle les smartphones existent. Avant l’arrivée de Bardeen et de ses collègues, l’électronique prenait de la place. Ils comptaient sur des tubes à vide. Ces choses génèrent de la chaleur. Ils se sont cassés. ils sont énormes.
Bardeen a aidé à inventer le transistor. Il a complété cette recherche avec William B. Shockley et Walter H. Brattain des Bell Telephone Laboratories, New Jersey. Ils ont introduit cet appareil le 23 décembre 1947. Il est petit. C’était efficace. Cela a déclenché la révolution électronique. Cette invention a remplacé les tubes à vide et a permis de réduire la taille des composants informatiques. Presque tous les appareils numériques peuvent remonter à un moment précis à Murray Hill, dans le New Jersey.
Mais Bardeen ne s’est pas arrêté là.
Il a obtenu son baccalauréat et sa maîtrise en génie électrique de l’Université du Wisconsin. En 1936, il entre à l’Université de Princeton pour obtenir un doctorat en physique mathématique. Il a travaillé à l’Université du Minnesota, puis a été physicien en chef au Laboratoire d’armes navales des États-Unis à Washington pendant la Seconde Guerre mondiale.
Après la guerre, il rejoint les Laboratoires Bell. C’est ici qu’est né le transistor. Mais au début des années 1950, son attitude change. Il se concentra sur un autre sujet. Supraconductivité.
Explication théorique du BCS
La supraconductivité est un état étrange de la matière. Cela se produit à des températures proches du zéro absolu. Dans ce mode, la résistance disparaît complètement. Le courant électrique circule sans perte d’énergie. Cela ressemble à de la magie. C’est de la physique.
En 1957, Bardeen, avec Leon N. Cooper et John R. Schrieffer, ont publié une théorie expliquant son fonctionnement. Les scientifiques appellent cela la théorie BCS. Cet acronyme signifie Bardeen, Cooper et Schrieffer.
La théorie BCS est devenue la base de toutes les recherches théoriques ultérieures sur la supraconductivité.
Il ne s’agit pas seulement de mathématiques abstraites. Cela explique pourquoi un matériau peut conduire l’électricité sans perte s’il est suffisamment froid. Ce cadre théorique permet aux chercheurs de comprendre et de prédire le comportement de la supraconductivité. Il jette les bases de tout, des machines IRM aux ordinateurs quantiques du futur.
Pour ce travail, Bardeen a reçu son deuxième prix Nobel en 1972. Il a partagé le prix avec Cooper et Schrieffer. Le premier prix en 1956 fut partagé entre Shockley et Brattain. Aucun autre physicien ne peut égaler cet exploit.
Pourquoi son travail est important aujourd’hui
Vous vous demandez peut-être pourquoi la théorie de 1957 est pertinente aujourd’hui. C’est important car les supraconducteurs restent un domaine de pointe. Ceux-ci sont utilisés en imagerie médicale. Ceux-ci sont nécessaires aux accélérateurs de particules. À mesure que nous progressons dans la technologie, il est important de comprendre comment les électrons se déplacent sans résistance.
Bardeen a également écrit des théories sur les propriétés des semi-conducteurs. de 1951 à 1972, il a enseigné à l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign.