sábado, 16 de mayo de 2009

El europio es superconductor o Bardeen en el recuerdo.


El descubrimiento de que el elemento europio es superconductor nos sirve de excusa para recordar a uno de los más grandes y desconocidos científicos del siglo XX.

El equipo de James S. Schilling y Mathew Debessai de la Universidad Washington en San Luis (Misuri, EE.UU.) han descubierto que el europio se vuelve superconductor a 1,8 K (-271 C) y 80 GPa (790.000 atmósferas) de presión, convirtiéndolo en el elemento superconductor número 53 y el número 23 de los que lo son a alta presión. Los resultados se han publicado en el número del 15 de mayo de 2009 de Physical Review Letters.

Los materiales superconductores tienen propiedades eléctricas y magnéticas únicas. No presentan resistencia eléctrica, por lo que una corriente puede fluir a través de ellos sin pérdidas, y son diamagnéticos, lo que significa que un imán colocado encima levitará (en la imagen).

Estas propiedades pueden ser usadas para crear potentes imanes para la generación de imágenes médicas (los IRM que tanto mencionamos en este blog), construir líneas para el transporte de electricidad de forma eficiente o la construcción de generadores eléctricos de alta potencia.

Sin embargo, para conseguir algunas de estas aplicaciones es necesario mejorar el modelo teórico de la superconductividad, a lo que contribuirá el descubrimiento de Schilling y Debessai.

El modelo teórico actual para la superconductividad es básicamente el BCS, nombrado así por sus autores. La B corresponde a John Bardeen, y este trabajo le supuso su segundo premio Nobel de física.

John Bardeen es uno de los científicos más desconocidos del siglo XX si tenemos en cuenta sus logros. Sin embargo fue un genio en toda regla, cuyo trabajo tuvo y tiene un impacto enorme no sólo en la ciencia y la técnica, sino en nuestro día a día. Todos los que le conocieron apreciaron su talento inmediatamente, recibiendo continuas ofertas para engrosar las listas de las instituciones más prestigiosas. De momento, es la única persona que ha conseguido ganar dos premios Nobel en física.

No debe ser confundido con su hijo, James Maxwell Bardeen, físico como su padre y descubridor del vacío de Bardeen (una solución exacta a la ecuación de campo de Einstein).

John Bardeen nació en Madison (Wisconsin, EE.UU.) el 23 de mayo de 1908.

 

Tras graduarse en ingeniería eléctrica por la Universidad de Wisconsin en Madison en 1928, trabajó como ayudante de investigación en esta misma universidad. Siguió a su profesor Leo J. Peters a los Laboratorios de Investigación Gulf donde, entre 1930 y 1933, trabajó en métodos de interpretación de mediciones gravitacionales y magnéticas.

 

En 1933 renuncia a su puesto porque siente que tiene inclinaciones más teóricas. Se inscribe en el programa de postgrado de física matemática de Princeton. Es aquí, donde bajo la dirección de E.P. Wigner, comienza a trabajar en física del estado sólido. Antes incluso de acabar su tesis se le ofrece un puesto de Junior Fellow en la Universidad de Harvard, donde pasa los siguientes tres años trabajando con los profesores van Vleck y Bridgman en problemas de cohesión  y conducción eléctrica en metales y, marginalmente, en los niveles de densidad de núcleos. Obtiene el doctorado por Princeton en 1936.


De 1938 a 1941 trabaja como professor ayudante de física en la Universidad de Minnesota y entre 1941 y 1945 como físico civil en el Laboratorio de Armamento de la Armada en Washington.

Después de la guerra, el profesor Bardeen se incorpora al grupo de investigación de física del estado sólido de los Laboratorios Bell Telephone, donde  permanecerá hasta 1951. Es aquí donde junto a W. Shockley y W.H. Brattain descubre el efecto transistor en 1947, origen de la electrónica moderna, y por el que reciben los tres el premio Nobel de física en 1956.

   
En 1951 entra a formar parte del claustro de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. Es aquí donde, en 1957, al año siguiente de recibir el Nobel, Bardeen propone junto a L.N. Cooper y J.R. Schrieffer la primera explicación satisfactoria de la superconductividad desde que se descubriese en 1908, la llamada teoría BCS.

John Bardeen murió  el 30 de enero de 1991.


Más información:

"Pressure-induced Superconducting State of Europium Metal at Low Temperatures."; Debessai et al; Phys. Rev. Lett. 102, 197002 (2009); doi:  10.1103/PhysRevLett.102.197002

John Bardeen en wikipedia