Biographie de John Bardeen : Recherche, Prix, Héritage

John Bardeen (23 mai 1908-30 janvier 1991) était un physicien américain. Il est surtout connu pour avoir remporté deux fois le prix Nobel de physique, ce qui fait de lui la première personne à avoir remporté deux prix Nobel dans le même domaine.

En 1956, il a reçu cet honneur pour sa contribution à l’invention du transistor, un composant électronique qui a révolutionné l’industrie électronique. En 1972, il a remporté une seconde fois le prix Nobel pour avoir contribué à l’élaboration de la théorie de la supraconductivité, qui fait référence à l’absence de résistance électrique.

Bardeen a partagé le prix Nobel de physique de 1956 avec William Shockley et Walter Brattain, et le prix Nobel de physique de 1972 avec Leon Cooper et John Schrieffer.

Faits en bref : John Bardeen

• Profession: Physicien
• Connu pour : Le seul physicien à avoir remporté deux fois le prix Nobel de physique : en 1956 pour avoir contribué à l’invention du transistor et en 1972 pour avoir développé la théorie de la supraconductivité
• Né : 23 mai 1908 à Madison, Wisconsin
• Décédé : Le 30 janvier 1991 à Boston, Massachusetts
• Les parents : Charles et Althea Bardeen
• Éducation: Université du Wisconsin-Madison (B.S., M.S.) ; Université de Princeton (Ph.D.)
• Conjoint : Jane Maxwell
• Les enfants : James, William, Elizabeth
• Fait amusant: Bardeen était un golfeur passionné. D’après une biographie, il a fait un trou en un et on lui a posé la question suivante : « Combien cela vaut-il pour toi, John, deux prix Nobel ? Bardeen a répondu : « Eh bien, peut-être pas deux. »

Petite enfance et éducation

Bardeen est né le 23 mai 1908 à Madison, dans le Wisconsin. Il est le deuxième des cinq enfants de Charles Bardeen, le doyen de la faculté de médecine de l’université du Wisconsin, et d’Althea (née Harmer) Bardeen, historienne de l’art.

À l’âge de presque 9 ans, Bardeen a sauté trois classes à l’école pour rejoindre la 7e, et un an plus tard, il a commencé le lycée. Après le lycée, Bardeen a commencé à fréquenter l’université du Wisconsin-Madison, où il s’est spécialisé en génie électrique. À l’université du Wisconsin-Madison, il a appris la mécanique quantique pour la première fois auprès du professeur John Van Vleck. Il a obtenu une licence en 1928 et est resté à l’UW-Madison pour ses études supérieures, obtenant sa maîtrise en génie électrique en 1929.

Début de carrière

Après ses études supérieures, Bardeen a suivi son professeur Leo Peters à la Gulf Research and Development Corporation et a commencé à étudier la prospection pétrolière. Là, Bardeen a aidé à concevoir une méthode d’interprétation des caractéristiques géologiques à partir d’un relevé magnétique – une méthode considérée comme si nouvelle et utile que la société ne l’a pas brevetée de peur de divulguer des détails à ses concurrents. Les détails de l’invention n’ont été publiés que beaucoup plus tard, en 1949.

En 1933, Bardeen quitte Gulf pour entreprendre des études supérieures en physique mathématique à l’université de Princeton. Sous la direction du professeur E.P. Wigner, Bardeen a mené des travaux sur la physique des solides. Il obtient son doctorat de Princeton en 1936, mais il est élu membre de la Society of Fellows à Harvard en 1935 et travaille à nouveau avec le professeur John Van Vleck de 1935 à 1938, également sur la physique des solides.

En 1938, Bardeen est devenu professeur assistant à l’université du Minnesota, où il a étudié le problème de la supraconductivité – l’observation que les métaux présentent une résistance électrique nulle près de la température absolue. Cependant, en raison du déclenchement de la Seconde Guerre mondiale en 1941, il a commencé à travailler au Naval Ordnance Laboratory à Washington, D.C., en travaillant sur les mines et la détection des navires.

Les Bell Labs et l’invention du transistor

En 1945, après la fin de la guerre, Bardeen a travaillé au Bell Lab. Il a fait des recherches sur l’électronique à l’état solide, en particulier sur la façon dont les semi-conducteurs peuvent conduire les électrons. Ces travaux, très théoriques, ont permis de mieux comprendre les expériences déjà menées aux Bell Labs et ont abouti à l’invention du transistor, un composant électronique capable d’amplifier ou de commuter des signaux électroniques. Le transistor a remplacé les tubes à vide encombrants, permettant ainsi la miniaturisation de l’électronique ; il fait partie intégrante du développement de nombreux appareils électroniques modernes d’aujourd’hui. Bardeen et ses collègues chercheurs William Shockley et Walter Brattain ont reçu le prix Nobel de physique pour l’invention du transistor en 1956.

Bardeen est devenu professeur d’ingénierie électrique et de physique à l’université de l’Illinois, Urbana-Champaign, de 1951 à 1975, avant de devenir professeur émérite. Il y a poursuivi ses recherches tout au long des années 1980, publiant jusqu’à un an avant sa mort en 1991.

Recherche sur la supraconductivité

Dans les années 1950, Bardeen a repris les recherches sur la supraconductivité, qu’il avait commencées dans les années 1930. Avec les physiciens John Schrieffer et Leon Cooper, Bardeen a développé la théorie conventionnelle de la supraconductivité, également appelée théorie Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS). Ils ont reçu conjointement le prix Nobel en 1972 pour cette recherche. Cette récompense a fait de M. Bardeen la première personne à recevoir deux prix Nobel dans le même domaine.

Prix et distinctions

Outre le prix Nobel, Bardeen a reçu de nombreuses distinctions et récompenses, dont

• Elu membre de l’Académie américaine des arts et des sciences (1959)
• Médaille nationale des sciences (1965)
• Médaille d’honneur de l’IEEE (1971)
• Médaille présidentielle de la liberté (1977)

Bardeen a reçu des doctorats honorifiques de Harvard (1973), de l’université de Cambridge (1977) et de l’université de Pennsylvanie (1976).

La mort et l’héritage

Bardeen est mort d’une maladie cardiaque à Boston, Massachusetts, le 30 janvier 1991. Il avait 82 ans. Ses contributions dans le domaine de la physique restent influentes à ce jour. On se souvient surtout de lui pour ses travaux récompensés par le prix Nobel : il a aidé à développer la théorie de la supraconductivité BCS et a produit des travaux théoriques qui ont conduit à l’invention du transistor. Cette dernière réalisation a révolutionné le domaine de l’électronique en remplaçant les tubes à vide encombrants et en permettant la miniaturisation de l’électronique.

Sources

• John Bardeen – Biographie. NobelPrize.org. Nobel Media AB 2018. https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1956/bardeen/biographical/
• Sir Pippard, Brian. Bardeen, John (23 mai 1908-30 janvier 1991), physicien, « Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society », 1er février 1994, p. 19-34, rsbm.royalsocietypublishing.org/content/roybiogmem/39/19.full.pdf