Biografie von John Bardeen, Nobelpreisträger für Physik

John Bardeen (23. Mai 1908 - 30. Januar 1991) war ein amerikanischer Physiker. Er ist vor allem dafür bekannt, dass er zweimal den Nobelpreis für Physik gewonnen hat. Damit ist er der erste, der zwei Nobelpreise auf demselben Gebiet gewonnen hat.

1956 erhielt er die Auszeichnung für seine Beiträge zur Erfindung des Transistors, einer elektronischen Komponente, die die Elektronikindustrie revolutionierte. 1972 gewann er ein zweites Mal den Nobelpreis für die Entwicklung einer Theorie der Supraleitung, die sich auf den Zustand ohne elektrischen Widerstand bezieht.

Bardeen teilte sich den Nobelpreis für Physik von 1956 mit William Shockley und Walter Brattain und den Nobelpreis für Physik von 1972 mit Leon Cooper und John Schrieffer.

Schnelle Fakten: John Bardeen

• Besetzung: Physiker
• Bekannt für: Der einzige Physiker, der zweimal den Nobelpreis für Physik erhielt: 1956 für die Erfindung des Transistors und 1972 für die Entwicklung der Supraleitungstheorie
• Geboren: 23. Mai 1908 in Madison, Wisconsin
• Ist gestorben: 30. Januar 1991 in Boston, Massachusetts
• Eltern: Charles und Althea Bardeen
• Bildung: Universität von Wisconsin-Madison (B.S., M.S.); Princeton University (Ph.D.)
• Ehepartner: Jane Maxwell
• Kinder: James, William, Elizabeth
• Fun Fact: Bardeen war ein begeisterter Golfer. Einer Biografie zufolge hat er einmal ein Hole-in-One gemacht und die Frage gestellt: "Wie viel ist Ihnen das wert, John, zwei Nobelpreise?" Bardeen antwortete: "Nun, vielleicht nicht zwei."

Frühes Leben und Ausbildung

Bardeen wurde am 23. Mai 1908 in Madison, Wisconsin, geboren. Er war das zweite von fünf Kindern von Charles Bardeen, dem Dekan der medizinischen Fakultät der Universität von Wisconsin, und Althea (geb. Harmer) Bardeen, einer Kunsthistorikerin.

Als Bardeen fast 9 Jahre alt war, übersprang er drei Schulstufen, um in die 7. Klasse zu kommen, und ein Jahr später begann er mit der High School. Nach dem Abitur besuchte Bardeen die University of Wisconsin-Madison, wo er seinen Schwerpunkt in Elektrotechnik legte. An der UW-Madison lernte er erstmals die Quantenmechanik von Professor John Van Vleck. Er absolvierte mit einem B.S. im Jahr 1928 und blieb an der UW-Madison für ein Diplom-Studium und erhielt seinen Master-Abschluss in Elektrotechnik im Jahr 1929.

Berufseinstieg

Nach dem Abitur folgte Bardeen seinem Professor Leo Peters zur Gulf Research and Development Corporation und begann mit dem Studium der Ölförderung. Dort half Bardeen bei der Entwicklung einer Methode zur Interpretation geologischer Merkmale aus einer magnetischen Vermessung - eine Methode, die als so neu und nützlich angesehen wurde, dass das Unternehmen sie nicht patentieren ließ, weil es befürchtete, den Wettbewerbern Einzelheiten mitzuteilen. Einzelheiten der Erfindung wurden erst viel später, 1949, veröffentlicht.

1933 verließ Bardeen Gulf, um ein Studium der mathematischen Physik an der Princeton University aufzunehmen. Studieren bei Professor E.P. Wigner, Bardeen führte Arbeiten zur Festkörperphysik durch. Er absolvierte mit seinem Ph.D. 1936 aus Princeton, obwohl er 1935 zum Mitglied der Society of Fellows in Harvard gewählt wurde und von 1935 bis 1938 erneut mit Professor John Van Vleck zusammenarbeitete, ebenfalls auf dem Gebiet der Festkörperphysik.

1938 wurde Bardeen Assistenzprofessor an der University of Minnesota, wo er das Problem der Supraleitung untersuchte - die Beobachtung, dass Metalle nahe der absoluten Temperatur keinen elektrischen Widerstand aufweisen. Wegen des Ausbruchs des Zweiten Weltkriegs im Jahr 1941 begann er seine Arbeit im Naval Ordnance Laboratory in Washington DC, wo er sich mit Minen und der Aufdeckung von Schiffen befasste.

Bell Labs und die Erfindung des Transistors

1945, nach Kriegsende, arbeitete Bardeen im Bell Lab. Er erforschte die Festkörperelektronik, insbesondere die Art und Weise, wie Halbleiter Elektronen leiten können. Diese Arbeit war stark theoretisch und trug zum Verständnis der Experimente bei, die bereits in den Bell Labs durchgeführt wurden. Sie führte zur Erfindung des Transistors, einer elektronischen Komponente, die elektronische Signale verstärken oder schalten kann. Der Transistor ersetzte sperrige Vakuumröhren und ermöglichte die Miniaturisierung der Elektronik. Es ist ein wesentlicher Bestandteil der Entwicklung vieler moderner Elektronikgeräte. Bardeen und seine Kollegen William Shockley und Walter Brattain gewannen 1956 den Nobelpreis für Physik für die Erfindung des Transistors.

Bardeen wurde von 1951 bis 1975 Professor für Elektrotechnik und Physik an der Universität von Illinois, Urbana-Champaign, bevor er emeritiert wurde. Dort setzte er seine Forschungen bis in die 1980er Jahre fort und publizierte bis zu einem Jahr vor seinem Tod 1991.

Supraleitungsforschung

In den 1950er Jahren nahm Bardeen die in den 1930er Jahren begonnene Forschung zur Supraleitung wieder auf. Zusammen mit den Physikern John Schrieffer und Leon Cooper entwickelte Bardeen die konventionelle Theorie der Supraleitung, die auch als Bardeen-Cooper-Schrieffer-Theorie (BCS) bezeichnet wird. Für diese Forschung wurden sie 1972 gemeinsam mit dem Nobelpreis ausgezeichnet. Die Auszeichnung machte Bardeen zur ersten Person, die jemals zwei Nobelpreise auf demselben Gebiet gewann. 

Auszeichnungen und Ehrungen

Neben dem Nobelpreis erhielt Bardeen zahlreiche Ehrungen und Auszeichnungen, darunter:

• Gewählter Fellow der American Academy of Arts and Sciences (1959)
• Nationale Medaille der Wissenschaft (1965)
• IEEE-Ehrenmedaille (1971)
• Freiheitsmedaille des Präsidenten (1977)

Bardeen erhielt Ehrendoktorwürden von Harvard (1973), der Cambridge University (1977) und der University of Pennsylvania (1976)..

Tod und Vermächtnis

Bardeen starb am 30. Januar 1991 in Boston, Massachusetts, an einer Herzkrankheit. Er war 82 Jahre alt. Seine Beiträge auf dem Gebiet der Physik sind bis heute einflussreich. Man erinnert sich am besten an seine mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Arbeit: Er half bei der Entwicklung der BCS-Theorie der Supraleitung und produzierte theoretische Arbeiten, die zur Erfindung des Transistors führten. Die letztgenannte Leistung revolutionierte das Gebiet der Elektronik, indem sie sperrige Vakuumröhren ersetzte und die Miniaturisierung der Elektronik ermöglichte.

Quellen

• John Bardeen - Biografisch. Nobelpreis.org. Nobel Media AB 2018. https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1956/bardeen/biographical/
• Sir Pippard, Brian. "Bardeen, John (23. Mai 1908 - 30. Januar 1991), Physiker."Biografische Erinnerungen von Stipendiaten der Royal Society, 1. Februar 1994, S. 19-34., Rsbm.royalsocietypublishing.org/content/roybiogmem/39/19.full.pdf