Dacă s-ar face un sondaj privind cele mai importante invenţii din ultimii 70 de ani, cu siguranţă tranzistorul ar fi pe primele locuri. Mulţi dintre noi am învăţat la facultate despre tuburi electronice, dar şi despre tranzistoare. Astăzi, tuburile electronice nici măcar nu mai sunt amintite în cărţile de şcoală. Poate doar în treacăt, pentru a scoate în evidenţă superioritatea tranzistorului. Multă vreme, aparatele de radio portabile, numite „tranzistoare“, aveau dimensiunea unei cărămizi sau a unei jumătăţi de cărămidă. Conţineau 10-15 tranzistoare ca elemente fizice distincte. Azi, aparatele de comunicaţie, radiourile, telefoanele mobile conţin sute de tranzistoare, dar care nu se mai văd. Ele sunt integrate într-un singur element numit adesea chip. Dar oare cine a deschis poarta drumului către Era Electronicii miniaturizate? Poarta a fost deschisă de o echipă din care a făcut parte şi John Bardeen.
Atracţia către fizică şi matematică
John Bardeen s-a născut pe 23 mai 1908, în oraşul Madison, statul Wisconsis din Statele Unite ale Americii. Tatăl său, Charles Bardeen, a fost profesor de anatomie la Universitatea din Wisconsis. A urmat şcoala primară şi şcoala medie centrală din Madison până în 1923, după care s-a înscris la Universitatea din Wisconsis. A absolvit Facultatea de Electrotehnică în anul 1928, dar, pe lângă disciplinele specifice, a studiat matematica şi fizica. A făcut apoi, în 1930, o specializare postuniversitară în domeniul geofizicii aplicate şi în domeniul radiaţiei antenelor, specializare care i-a permis să lucreze la compania „Gulf Research“, specializată în cercetări geofizice. În această perioadă a inventat o metodă de identificare a zăcămintelor de petrol pe baza tensiunilor gravitaţionale şi magnetice terestre.
Deşi avea diplomă de inginer şi o specializare postuniversitară, se simţea atras de fizică şi matematică, aşa că în 1933 este admis la Universitatea din Princeton, unde se specializează în domeniul aplicării teoriei cuantice în fizica corpului solid şi îşi susţine teza de doctorat în 1936. Se mută apoi la Universitatea din Minnesota, unde continuă cercetările privind comportarea electronilor în metale.
Primul tranzistor
Al Doilea Război Mondial îl obligă să-şi întrerupă cercetările în fizica corpului solid deoarece va lucra într-un laborator militar din Washington, unde a studiat aplicarea câmpurilor magnetice pentru detectarea torpilelor şi minelor.
După terminarea războiului este angajat la compania „Bell Laboratories“, unde, împreună cu William Shockley şi Walter Brattain, a început să studieze înlocuirea tuburilor electronice cu dispozitive semiconductoare pe bază de siliciu şi germaniu. Echipa era condusă de William Shockley, care se ocupa de tranzistorul unipolar, iar John Bardeen şi Walter Brattain s-au ocupat de tranzistorul bipolar. Pe 16 decembrie 1947, cei trei au realizat primul tranzistor, numit tranzistor cu punct de contact. Au mai trecut şase luni de teste şi încercări, de întocmire a documentelor pentru brevetare. Prezentarea oficială s-a făcut într-o conferinţă de presă, dar comunitatea ştiinţifică nu a reacţioant, aşa cum s-a întâmplat şi în cazul altor invenţii pionier pentru care nu se întrevedea o aplicaţie concretă. Au mai trecut patru ani până când tranzitorul a fost folosit într-o aplicaţie cu impact social. El a fost utilizat pentru prima dată pentru realizarea unui aparat auditiv. Avea toate atributele: era de dimensiuni mici, avea un consum redus, asigura un factor de amplificare mare.
Tranzistorul este un exemplu de invenţie care a revoluţionat industria electrotehnică, în general, industria electronică în particular, industria comunicaţiilor şi a calculatoarelor.
John Bardeen împreună cu William Shockley şi Walter Brattain au primit Premiul Nobel pentru fizică în anul 1956.
Premiul Nobel pentru „crearea comună a teoriei supraconductibilităţii“
John Bardeen simţea că mai are multe de făcut pentru lumea ştiinţifică, aşa că în anul 1951 a plecat de la compania telefonică Bell şi s-a angajat la Universitatea Illinois ca profesor de fizică şi electrotehnică şi a reînceput cercetările asupra supraconductibilităţii, cercetări pe care le începuse în perioada elaborării tezei de doctorat. Sâmburele acestor cercetări a apărut dintr-o enigmă a fizicii pusă în evidenţă în 1911. S-a constatat, atunci, că la temperaturi foarte joase mercurul nu mai opune nici o rezistenţă la trecerea curentului electric. John Bardeen a atras în echipa sa doi tineri doctoranzi: Leon Neil Cooper şi John Robert Schrieffer. Au lucrat împreună mai bine de şapte ani, iar rezultatele se lăsau aşteptate. Aproape că renunţaseră când, în 1958, au reuşit să demonstreze existenţa extrafluidităţii, adică a absenţei vâscozităţii şi tensiunilor superficiale la heliu-3 lichid.
În 1972, celor trei – Bardeen, Cooper şi Schrieffer – li s-a decernat Premiul Nobel pentru fizică pentru „crearea comună a teoriei supraconductibilităţii“. În felul acesta, John Bardeen este primul savant care a primit două Premii Nobel în acelaşi domeniu.
Au urmat alţi ani de cercetări, iar teoria supraconductibilităţii a permis realizarea electromagneţilor folosiţi la sinteza nucleară, la construirea acceleratoarelor cu particule de energie înaltă, la realizarea trenurilor cu levitaţie magnetică.
Aplicaţiile practice în domeniul supraconductibilităţii sunt dificile din cauza temperaturilor foarte joase, dar iată că în 1986 s-a descoperit un material ceramic care devine supraconductor la 35 Kelvin, apoi la scurt timp, alte substanţe, cu aplicabilitate în medicină, care devin supraconductoare la 100 K. Deşi perspectiva unui material supraconductor la temperatura camerei pare un vis, el este realizabil.
John Bardeen s-a stins din viaţă la 30 ianuarie 1991, în urma unui atac de cord. Avea aproape 83 de ani.
