في مثل هذا اليوم23 مايو 1908م..بقلم سامح جميل..

في مثل هذا اليوم23 مايو 1908م..
ميلاد جون باردين، عالم فيزياء أمريكي حاصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1956 وعام 1972.
جون باردين (بالإنجليزية: John Bardeen)‏ء، (23 مايو 1908 – 30 يناير 1991)، هو فيزيائي أمريكي حاصل على جائزة نوبل في الفيزياء مرتين عامي1956 و1972. (هو الوحيد الذي حصل على جائزة نوبل للفيزياء مرتين في تاريخه).
ولد في 23 مايو 1908 في مدينة ماديسون في ولاية ويسكنسن. هو الوحيد الذي حصل على جائزة نوبل للفيزياء مرتين في تاريخه، الأولى كانت لأعماله في ترانزستورات عام 1956، والثانية كانت لأبحاثه في مجال المواد فائقة التوصيل عام 1972. وقد شاركه العالمان ليون كوبر وجون روبرت شريفر في الجائزة.
حصل على شهادة الماجستير من جامعة ويسكنسن في الهندسة الكهربائية ثم التحق بجامعة برينستون للحصول على شهادة الدكتوراة في علوم الفيزياء الرياضية.
في ربيع 1947، كلف شوكلي كلا من باردين وبراتين بمهمة وهي اكتشاف سبب عدم عمل المكبر الذي صنعه شوكلي. في قلب الترانزستور كان يوجد بلورة من السيليكون -استبدلت فيما بعد ببلورة من الجرمانيوم- لمعرفة ما كان يجري، كان لزاما على باردين تذكر البحث الذي قدمه عن ميكانيكا الكم عندما كان يكمل رسالته للدكتوراه في جامعة برنستون. كما استنتج باردين عددا من النظريات الجديدة بنفسه. اكتشف باردين، بعد ملاحظة تجارب براتين، إن كل العلماء السابقين افترضوا خطأ أن التيار الكهربي يسري بصورة متماثلة في كل أجزاء الجرمانيوم، في حين أن الإلكترونات تتصرف بصورة مغايرة عند السطح. ومن هنا استنتج باردين أنه إذا استطاع التحكم فيما يحدث عند السطح، فإنه من الممكن تشغيل المكبر.
في 23 ديسمبر عام 1947، تمكن باردين وبراتين-من دون شوكلي- من تخليق نقطة اتصال تعمل كترانزستور مما حقق التكبير في التيار والقدرة الكهربية. وبحلول الشهر التالي، بدأ محامي مختبرات بل لبراءات الاختراع العمل على تقديم براءة اختراع الترانزستور.
وسرعان ما اكتشف محامو مختبرات بل أن مبدأ شوكلي لتأثير المجال قد سجل من قبل كبراءة اختراع عام 1930 من قبل جوليوس ليلنفيلد. وعلى الرغم من أن تلك البراءة يمكن التغاضي عنها نظرا لأن الاختراع الشبيه باختراع شوكلي لم يعمل بصورة صحيحة، إلا أن المحامين قدموا أربع براءات، واحدة عن تصميم نقط الاتصال (الترانزستور النقطي) لباردين وبراتين والثلاثة الآخرين قدموا في نفس الوقت عن الترانزستور ذو الأساس الإلكتروليتي ووضع اسم كل من باردين وجيبني وبراتين كمخترعين. لم يذكر اسم شوكلي على أيا من الأربع براءات مما أغضبه لأن العمل كان أساسا عن فكرته عن تأثير المجال الكهربي.
حتى أنه بذل جهدا لجعل البراءة باسمه فقط وأخبر كلا من باردين وبراتين بنواياه. وفي ذات الوقت، واصل شوكلي سرا عمله لبناء نوع مختلف من الترانزستور على أساس الوصلات بدلا من نقاط الاتصال؛ وكان قد توقع أن يكون هذا التصميم أكثر قابلية للتطبيق التجاري. عمل شوكلي بشراسة على أعظم إبداعاته، الالكترونات والفجوات في أشباه الموصلات، والتي نشرت أخيرا باعتبارها أطروحة من 558 صفحة في عام 1950. وفيها استنبط شوكلي الأفكار الأهم في الانجراف والانتشار والمعادلات التفاضلية التي تحكم سريان الالكترونات في بلورات الحالة الصلبة. أيضا وضح شوكلي معادلته للدايود (الوصلة الثنائية). أصبح هذا العمل ركن الأساس لجيل كامل من العلماء الذين يعملون على تطوير وتحسين متغيرات جديدة من الترانزستور والأجهزة الأخرى التي تعتمد على أشباه الموصلات.
كان شوكلي غير راضي عن أجزاء معينة في شرح كيفية عمل الترانزستور النقطي وقدم تصورا عن إمكانية حقن النوع الموجب من البلورة بالكترونات والنوع السالب بفجوات، ما يسمى بحقن الاقليات الحاملة. قاد ذلك شوكلي لأفكار عن ما أسماه “الترانزستور الساندوتش”. أدى هذا إلى اختراع الترانزستور الوصلة، والذي أعلن عنه في مؤتمر صحفي في الرابع من يوليو عام 1951. وحصل شوكلي على براءة الاختراع في 25 سبتمبر عام 1951. وسرعان ما طغى هذا الاختراع على الترانزستور النقطي وأصبح المهيمن بأغلبية ساحقة في السوق لسنوات عديدة. واصل شوكلي قيادة فريقه للمزيد من الإبداع في مختبرات بل في مجال الترانزستور لسنتين أخريين.
أخذ شوكلي نصيب الأسد في الفضل في اختراع الترانزستور بين العامة من الناس، مما أدى إلى تدهور العلاقة بينه وبين باردين. ومع ذلك أصرت إدارة مختبرات بل على تقديم المخترعين الثلاثة كفريق واحد. في النهاية غضب شوكلي ونفر من باردين وبراتين ومنعهما من العمل على الترانزستور الوصلة. بدأ باردين ملاحقة نظرية في مجال الموصلات الفائقة وترك مختبرات بل في عام 1951. رفض براتين العمل مع شوكلي مرة أخرى وحول لفريق اخر. لم يعمل كلا من باردين وبراتين على تطوير الترانزستور في الفترة ما بعد اختراعه بسنة.
وكان الترانستور (الناقل المقاوم أو المقحل) أصغر من الصمامات المفرغة بنسبة 1/50. وقد حل محلها في التلفاز والمذياع وسمح للأجهزة الكهربية أن تصبح أقل حجما وأكثر كفاءة وأقل بعثا للحرارة.
بحلول عام 1951، كان باردين يبحث عن وظيفة جديدة. أقنع فريد سيتز -صديق لباردين- جامعة إلينوي في أوربانا- شامبين بأن تعرض على باردين عرضا بقيمة 10,000 دولار في السنة. وافق باردين وترك مختبرات بل. والتحق بكليتي الفيزياء والهندسة في جامعة إلينوي في أوربانا- شامبين عام 1951. كان أستاذا في الهندسة الكهربية والفيزياء وكان أول طالب دكتوراه لديه هو نيك هولنياك عام 1954 والذي اخترع أول دايود باعث للضوء في عام 1962.
في جامعة إلينوي، أسس اثنين من برامج البحوث الرئيسية، واحد في قسم الهندسة الكهربائية وواحد في قسم الفيزياء. تناول برنامج البحوث في قسم الهندسة الكهربائية التعامل مع كل من الجوانب النظرية والتجريبية لأشباه الموصلات، وبرنامج البحوث في قسم الفيزياء التعامل مع الجوانب النظرية لنظم الكم العيانية، ولا سيما الموصلية الفائقة.
كان باردين أستاذا نشطا في إلينوي من عام 1951 حتى عام 1975 ثم أصبح أستاذا فخريا.
جائزة نوبل في الفيزياء عام 1956
في عام 1956، تقاسم باردين جائزة نوبل في الفيزياء مع ويليام شوكلي ووالتر براتين “لأبحاثهم على أشباه الموصلات واكتشافهم لتأثير الترانزستور”.
سمع باردين هذا الخبر أول مرة عندما كان يصنع الإفطار ويستمع إلى الراديو في صباح 1 نوفمبر 1956.
أقيم حفل جوائز نوبل في ستوكهولم عاصمة السويد، في مساء يوم الاثنين 10 ديسمبر، وتسلم الثلاثة جوائزهم من الملك غوستاف السادس أدولف. في هذه الليلة اجتمع المخترعين الثلاثة معا وتذكرا الايام الخوالي عندما كانوا أصدقاء وجزءا من فريق بحثي عظيم.
أحضر باردين واحد فقط من أبنائه الثلاثة لحضور حفل جائزة نوبل. وكان ابنيه الأخريين يدرسون في جامعة هارفارد، ولم يرد باردين تعطيل دراستهم. الملك غوستاف وبخ باردين بسبب هذا، وباردين أكد للملك أن في المرة القادمة سيحضر كل أولاده للحفل. وهو ما حدث بالفعل!
نظرية باردين-كوبر:
في عام 1957، توصل باردين بمعاونة ليون كوبر جون روبرت شريفر -طالب الدكتوراه تحت إشراف باردين- أدولف النظرية القياسية للمواد فائقة التوصيل أو كما تعرف بنظرية باردين-كوبر.
تشرح نظرية باردين-كوبر المواد فائقة التوصيل، حيث تمتلك بعض المواد القدرة على توصيل التيار الكهربي دون مقاومة كهربية عند خفض درجة حرارة تلك المواد. وتوضح هذه النظرية فائقية التوصيل كتأثير كمي ميكانيكي ماكروسكوبي. وتعد هذه النظرية إضافة إلى ماقدمه نيكولاي بوجوليوبوف من شرح لظاهرة فائقية التوصيل.
جائزة نوبل في الفيزياء عام 1972:
في عام 1972، تقاسم جون باردين جائزة نوبل في الفيزياء مع ليون نيل كوبر من جامعة براون وجون روبرت شريفر لتطويرهم نظرية فائقية التوصيل بشكل مشترك، والتي عادة ما تسمى نظرية باردين-كوبر.
جوائز أخرى:
في عام 1952، حصل على وسام ستيوارت بلنتين من معهد فرانكلين.
في عام 1959، انتخب زميلا للأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم.
في عام 1965، حصل على الميدالية الوطنية للعلوم.
في عام 1971، تلقى باردين على وسام الشرف من IEEE “لإسهاماته العظيمة لفهم توصيل المواد الصلبة، واختراع الترانزستور، ونظرية فائقية التوصيل”.
في عام 1975 حصل على وسام فرانكلين.
في 10 يناير 1977، حصل جون باردين على الوسام الرئاسي للحرية من الرئيس جيرالد فورد. وكان يمثله في الاحتفال ابنه، ويليام باردين.
وفاته:
في 30 يناير عام 1991 توفي جون باردين متأثرا بمرض في قلبه في مستشفى بريجهام في بوسطن ماسوشستس.!!