BARDEEN, John
BARDEEN, John

Descripción

John Bardeen, [Madison (Estados Unidos), 1908 – Boston (Estados Unidos), 1991]. Fue un físico, ingeniero y profesor estadounidense. En 1956 recibió el Premio Nobel de Física, que compartió con Walter Houser Brattain y William Shockley, por la invención del transistor. En 1972 recibió por segunda vez esta distinción, junto a Leon N. Cooper y John R. Schrieffer, por sus contribuciones en el campo de la superconductividad.
 
Biografía
 
John Bardeen nació el 23 de mayo de 1908 en Madison (Wisconsin), en el seno de una familia intelectual que fomentaba el valor del esfuerzo, la educación y el servicio a la sociedad. Su abuelo, Charles William Bardeen, que a los catorce años se había alistado como un abolicionista en la Guerra Civil, creó y consolidó la School Bulletin Publications en la que, durante cincuenta años, expresó sus puntos de vista progresistas respecto a la educación. Su padre Charles Russell Bardeen, licenciado en la primera promoción de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, fundó y fue decano de la Facultad de Medicina de la Universidad de Wisconsin. La madre, Althea, había estudiado arte en Nueva York y Chicago y enseñó economía doméstica en el instituto de la Universidad de Chicago, establecido por John Dewey.
 
Desde la infancia John se sentía atraído por las matemáticas. Inició sus estudios en la University High School en Madison que terminó a los trece años, pero pospuso su entrada en la Universidad de Wisconsin para hacer cursos adicionales de matemáticas, ciencias y literatura en Madison Central High School que no ofrecían en su instituto. En 1923 completó sus estudios en la Escuela de Madison Central High School y cinco años más tarde se graduó en Ingeniería Eléctrica en 1928 en la Universidad de Wisconsin (Madison), donde ocupó el puesto de asistente de investigación en ingeniería eléctrica durante dos años, encargado de resolver problemas matemáticos en geofísica aplicada y en la radiación de las antenas. En ese periodo le entusiasmó el curso de mecánica cuántica que dio el físico teórico y futuro premio Nobel John Van Vleck durante dos semestres. Fue su primer contacto con dicha materia y le resultó tan fascinante que también se apuntó al curso de investigación que Van Vleck impartía sobre el libro "Quantum Principle and Line Spectra".
 
En 1929 John Bardeen presentó una solicitud para una beca de investigación en el Trinity College de Cambridge pero, a pesar de contar con muy buenas referencias, fue rechazado, aceptando en su lugar una plaza de profesor agregado con Edward Bennett, el jefe del departamento de ingeniería de Wisconsin. Uno de sus profesores, Leo J. Peters, fue contratado en los Laboratorios de Investigación de la compañía Gulf en Pittsburgh (Pennsylvania) y en 1930 Bardeen recibió una oferta para trabajar como geofísico en la misma compañía.
 
En su tercer año en Gulf, asistió, fuera de sus horas de trabajo, a un seminario de investigación en física moderna que se impartía en la Universidad de Pittsburgh, donde aprendió la física de aquel entonces. En 1933, durante la Gran Depresión, solicitó una plaza en la Universidad de Princeton, donde tuvo como profesor a P. Wigner, uno de los pioneros de la física teórica del estado sólido. Se graduó en física matemática en la Universidad de Princeton en 1936.
 
La universidad de Harvard le concedió una beca de investigación como Junior Fellow desde 1936 hasta 1938, trabajando con Van Vleck y con Percy Bridgman. Este último había llevado a cabo medidas para sólidos en condiciones de alta presión, pero no lograba justificar los resultados. Fue Bardeen quien elaboró una teoría semiempírica que los predijo con exactitud. Esta colaboración con Bridgman permitió establecer un modelo de alto rendimiento entre un teórico y un experimentalista que siempre trataría de repetir en años posteriores. Situado en los alrededores de Harvard, Bardeen visitaba el MIT a menudo. Allí intercambiaba impresiones con el Jefe del departamento de Física John Slater y el doctorando de éste William Shockley.
 
Entre 1938 y 1941 se dedicó a la docencia como profesor adjunto de física en la Universidad de Minnesota. Ocupó el puesto de físico civil en el Laboratorio de Artillería Naval en Washington desde 1941 hasta 1945. Realizó trabajos sobre la influencia de los buques en los campos electromagnéticos para aplicarlos a las municiones bajo el agua y áreas desminadas. En 1943 fue invitado a participar en el Proyecto Manhattan, pero rechazó la propuesta.
 
Terminada la guerra, Bardeen fue contratado para trabajar en la división de investigación de física de Estado Sólido de los Laboratorios Bell que había creado su vicepresidente ejecutivo Mervin Kelly. El grupo, encabezado por Shockley, contaba también con dos físicos experimentales, Walter Brattain y Gerald Pearson, un químico, Robert Gibney, y un experto en circuitos, Hilbert Moore. El objetivo, marcado por Kelly, consistía en "obtener nuevos conocimientos que pudiesen ser usados en el desarrollo de componentes totalmente nuevos y mejores para sistemas de comunicaciones."
 
Uno de los retos que abordaron fue la búsqueda de un sustituto para los amplificadores basados en válvulas termoiónicas. Para encontrar un dispositivo de estado sólido que hiciese sus funciones emplearon los semiconductores que mejor conocían y podían fabricar: el silicio y el germanio. En esta línea, Shockley, seis meses antes de incorporarse Bardeen, había diseñado un amplificador basado en silicio que no había logrado hacer funcionar, así que le pidió a Bardeen que encontrase el motivo del fracaso. Obtuvo la respuesta cinco meses después gracias al desarrollo de una teoría sobre los estados de la superficie de un sólido. Los electrones del dispositivo de Shockley quedaban confinados en las superficies de los materiales que lo constituían.
 
Durante las investigaciones que llevaron al deseado invento, Bardeen y Brattain formaban el equipo perfecto, Bardeen era "el cerebro" y Brattain "las manos". Ambos probaron posibles configuraciones hasta que, finalmente, en 1947, lograron amplificar la corriente eléctrica de forma controlada y reproducible. El objetivo se había cumplido, el transistor de punta de contacto ya era una realidad.
 
El dispositivo estaba compuesto de dos púas de metal (oro) que presionaban sobre la superficie de material semiconductor (germanio) en posiciones muy próximas entre sí. Su fecha de nacimiento suele datarse el 23 de diciembre, día en el que Brattain y H. R. Moore, hicieron una demostración del transistor a sus colegas de los Laboratorios Bell. Shockely no había intervenido en el invento pero supo sacar partido de su posición como líder del grupo. Intuyendo la relevancia del hallazgo, decidió apartar a Bardeen y a Brattain de la investigación y desarrolló por su cuenta el transistor de unión con la geometría que se conoce en la actualidad. Esto provocó un gran malestar entre los científicos. Brattain fue asignado a otro grupo y Bardeen abandonó los Laboratorios Bell en 1951 para ocupar un puesto de profesor de Ingeniería Eléctrica y Física en la Universidad de Illinois donde permaneció hasta su jubilación. En 1956 recibió el Premio Nobel de Física, que compartió con Walter Houser Brattain y William Shockley, por la invención del transistor.
 
En la Universidad de Illinois continuó sus investigaciones sobre semiconductores y posteriormente dirigió sus esfuerzos hacia el desarrollo de la denominada teoría BCS de la superconductividad, así llamada por las iniciales de los apellidos de sus creadores. Paralelamente a su labor como docente, también, fue consultor de diversas empresas multinacionales como Xerox Corp. y General Electric. En 1957 publicó sus teorías de la superconductividad, junto a Leon N. Cooper y John R. Schrieffer. La Academia sueca lo eligió por segunda vez en 1972, compartiendo el premio con Cooper y Schrieffer, por sus investigaciones en el campo de la superconductividad. Era la primera vez que una misma persona lograba el Nobel en la misma disciplina, la Física.
 
En 1975 cesó su labor como profesor en la Universidad de Illinois.
 
En 1983 formó parte de la dirección de la compañía Supertex, especializada en la producción de componentes semiconductores. Durante tres años fue miembro del Comité Científico de Asesores estadounidenses. También, participó en el Consejo de Ciencias de la Casa Blanca.
 
Sony Corporation de Japón, poco antes de su muerte, creó la cátedra 'John Bardeen' en Física e Ingeniería Eléctrica en la Universidad de Illinois. La empresa quiso rendir homenaje al científico, en el lugar donde fue docente.
 
Bardeen fue un investigador riguroso y pragmático, dotado de gran imaginación.
 
Fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias en 1954. Entre los muchos honores que recibió se incluyen la medalla Stuart Ballentine del Instituto Franklin de Filadelfia en 1952; la Medalla John Scott, de la ciudad de Filadelfia, en 1955, ambos compartidos con Walter Houser Brattain; el Premio Buckley de la American Physical Society en 1955; y el nombramiento de Doctor en Ciencias de Union College y de la Universidad de Wisconsin. Además, recibió el Premio Fritz Londres por su trabajo en la física de bajas temperaturas en 1962.
 
John Bardeen falleció el 30 de junio de 1991 en Boston, a los 83 años.
 
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