John Bardeen

John Bardeen, 1956

Nachbau des ersten Transistors von Shockley, Bardeen und Brattain

Eine Gedenktafel an Bardeen und die Theorie der Supraleitfähigkeit auf dem Campus der University of Illinois at Urbana-Champaign

John Bardeen (* 23. Mai 1908 in Madison, Wisconsin; † 30. Januar 1991 in Boston) war ein US-amerikanischer Physiker und zweifacher Nobelpreisträger der Physik. John Bardeen und Frederick Sanger sind bislang die einzigen Menschen, die zweimal mit dem Nobelpreis in derselben Disziplin ausgezeichnet wurden.

Leben

John Bardeen wurde als Sohn des Anatomieprofessors Charles R. Bardeen, der zudem Dekan der Medical School der University of Wisconsin in Madison war, und der Lehrerin Althea Harmer geboren. Seine Mutter starb 1920, als John Bardeen 12 Jahre alt war, und sein Vater heiratete Ruth Hames aus Milwaukee, Wisconsin. Bereits mit 15 Jahren begann der hochintelligente Schüler, der mehrere Klassen übersprang, sein Studium der Elektrotechnik, Physik und Mathematik an der University of Wisconsin.

Bardeen erhielt den Bachelor of Science 1928 und den Master of Science 1929 in Elektrotechnik. 1933 begann er ein weiteres Studium der Physik und Mathematik an der Princeton University und ab 1935 in Harvard. Hier spezialisierte er sich auf die Quantentheorie im Bereich Festkörperphysik und bekam seinen Doktortitel im Jahre 1936 in mathematischer Physik mit einer Arbeit bei Eugene Paul Wigner (Physiknobelpreisträger 1963).

Von 1938 bis 1941 war Bardeen Assistant Professor an der University of Minnesota in Minneapolis. Im Zweiten Weltkrieg wirkte er dann als Physiker am U.S. Naval Ordnance Laboratory in Washington, D.C.

1954 wurde Bardeen in die National Academy of Sciences, 1958 in die American Philosophical Society und 1959 in die American Academy of Arts and Sciences gewählt. 1962 erhielt er den Fritz London Memorial Prize und stiftete das Geld seines zweiten Nobelpreises unter anderem für die Dotierung dieses Preises.

Bell Labs und die Entwicklung des Transistors

Als Physiker bei den Bell Telephone Laboratories in Murray Hill (New Jersey, 1945–1951) gehörte er gemeinsam mit den Physikern William B. Shockley und Walter Brattain zu einer Arbeitsgruppe, die sich vornehmlich mit der elektrischen Leitfähigkeit von Halbleitern und Metallen sowie den Oberflächeneigenschaften dieser Materialien beschäftigte. Mit Hilfe von Germaniumkristallen entdeckten sie am 23. Dezember 1947 den Transistoreffekt und konstruierten den ersten Bipolartransistor, einen Typ von Transistor, der durch die Möglichkeiten der Miniaturisierung eine elektronische Revolution auslöste und viele Entwicklungen der Mikroelektronik und Computertechnologie ermöglichte.

Für diese Entdeckung erhielt Bardeen 1956 gemeinsam mit seinen beiden Kollegen den Nobelpreis für Physik.

Illinois und Arbeiten im Bereich der Supraleitung

Im Jahr 1951 verließ Bardeen die Bell Telephone Laboratories und wirkte bis 1975 als Professor für Elektrotechnik und Physik an der University of Illinois at Urbana-Champaign. Hier war sein erster Doktorand Nick Holonyak (1954), der Erfinder der ersten Leuchtdiode im Jahre 1962. Bardeen entwickelte zusammen mit Leon Neil Cooper und John Robert Schrieffer die Theorie der Supraleitfähigkeit – das Verschwinden des elektrischen Widerstandes bestimmter Metalle und Legierungen bei Temperaturen in der Nähe des absoluten Temperaturnullpunktes. Die Theorie wurde als BCS-Theorie bekannt, benannt nach den Anfangsbuchstaben der Entdecker. Bereits in den 1930er Jahren hatte Bardeen an dem Phänomen geforscht und gelangte in den 1950er Jahren zur theoretischen Erklärung. Im Fachbereich Elektrotechnik gründete er ein Forschungsprogramm zur Supraleitfähigkeit. Im Fachbereich Physik gründete er außerdem ein Forschungsprogramm zum Thema makroskopischer Quantensysteme, insbesondere zu Supraleitfähigkeit und Quantenflüssigkeiten.

1972 erhielt Bardeen gemeinsam mit Cooper und Schrieffer seinen zweiten Physiknobelpreis für seinen fundamentalen Beitrag zur Theorie der Supraleitfähigkeit. Bardeen war damit der erste Wissenschaftler, der den Nobelpreis zweimal in derselben Kategorie empfing.

1975 wurde er emeritiert; er wohnte bis zu seinem Tod in Urbana (Illinois).

Seine Söhne William Bardeen und James M. Bardeen sind ebenfalls bekannte Physiker.

Literatur

• Bernhard Kupfer: Lexikon der Nobelpreisträger. Patmos, Düsseldorf 2001, ISBN 3-491-72451-1.
• Peter Neulen: Brockhaus, Nobelpreise: Chronik herausragender Leistungen. Brockhaus, Mannheim u. a. 2004, ISBN 3-7653-0492-1.
• Lillian Hoddeson, Vicki Daitch: True genius. The life and science of John Bardeen. The only winner of two Nobel Prizes in physics. Joseph Henry Press, Washington D. C. 2002, ISBN 0-309-08408-3.

Weblinks

 Commons: John Bardeen – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Informationen der Nobelstiftung zur Preisverleihung 1956 an John Bardeen (englisch)
• Informationen der Nobelstiftung zur Preisverleihung 1972 an John Bardeen (englisch)

Einzelnachweise

Träger des Nobelpreises für Physik

1901: Röntgen | 1902: Lorentz, Zeeman | 1903: Becquerel, M. Curie, P. Curie | 1904: Rayleigh | 1905: Lenard | 1906: J. J. Thomson | 1907: Michelson | 1908: Lippmann | 1909: Braun, Marconi | 1910: van der Waals | 1911: Wien | 1912: Dalén | 1913: Kamerlingh Onnes | 1914: Laue | 1915: W. H. Bragg, W. L. Bragg | 1916: nicht verliehen | 1917: Barkla | 1918: Planck | 1919: Stark | 1920: Guillaume | 1921: Einstein | 1922: N. Bohr | 1923: Millikan | 1924: M. Siegbahn | 1925: Franck, Hertz | 1926: Perrin | 1927: Compton, C. T. R. Wilson | 1928: O. W. Richardson | 1929: de Broglie | 1930: Raman | 1931: nicht verliehen | 1932: Heisenberg | 1933: Schrödinger, Dirac | 1934: nicht verliehen | 1935: Chadwick | 1936: Hess, C. D. Anderson | 1937: Davisson, G. P. Thomson | 1938: Fermi | 1939: Lawrence | 1940–1942: nicht verliehen | 1943: Stern | 1944: Rabi | 1945: Pauli | 1946: Bridgman | 1947: Appleton | 1948: Blackett | 1949: Yukawa | 1950: Powell | 1951: Cockcroft, Walton | 1952: Bloch, Purcell | 1953: Zernike | 1954: Born, Bothe | 1955: Lamb, Kusch | 1956: Shockley, Bardeen, Brattain | 1957: Yang, T.-D. Lee | 1958: Tscherenkow, Frank, Tamm | 1959: Segrè, Chamberlain | 1960: Glaser | 1961: Hofstadter, Mößbauer | 1962: Landau | 1963: Wigner, Goeppert-Mayer, Jensen | 1964: Townes, Bassow, Prochorow | 1965: Feynman, Schwinger, Tomonaga | 1966: Kastler | 1967: Bethe | 1968: Alvarez | 1969: Gell-Mann | 1970: Alfvén, Néel | 1971: Gábor | 1972: Bardeen, Cooper, Schrieffer | 1973: Esaki, Giaever, Josephson | 1974: Ryle, Hewish | 1975: A. N. Bohr, Mottelson, Rainwater | 1976: Richter, Ting | 1977: P. W. Anderson, Mott, Van Vleck | 1978: Kapiza, Penzias, R. W. Wilson | 1979: Glashow, Salam, Weinberg | 1980: Cronin, Fitch | 1981: Bloembergen, Schawlow, K. Siegbahn | 1982: K. Wilson | 1983: Chandrasekhar, Fowler | 1984: Rubbia, van der Meer | 1985: Klitzing | 1986: Ruska, Binnig, Rohrer | 1987: Bednorz, Müller | 1988: Lederman, Schwartz, Steinberger | 1989: Paul, Dehmelt, Ramsey | 1990: Friedman, Kendall, R. E. Taylor | 1991: de Gennes | 1992: Charpak | 1993: Hulse, J. H. Taylor Jr. | 1994: Brockhouse, Shull | 1995: Perl, Reines | 1996: D. M. Lee, Osheroff, R. C. Richardson | 1997: Chu, Cohen-Tannoudji, Phillips | 1998: Laughlin, Störmer, Tsui | 1999: ’t Hooft, Veltman | 2000: Alfjorow, Kroemer, Kilby | 2001: Cornell, Ketterle, Wieman | 2002: Davis Jr., Koshiba, Giacconi | 2003: Abrikossow, Ginsburg, Leggett | 2004: Gross, Politzer, Wilczek | 2005: Glauber, Hall, Hänsch | 2006: Mather, Smoot | 2007: Fert, Grünberg | 2008: Nambu, Kobayashi, Maskawa | 2009: Kao, Boyle, Smith | 2010: Geim, Novoselov | 2011: Perlmutter, Schmidt, Riess | 2012: Haroche, Wineland | 2013: Englert, Higgs