Где применить?
Иследователи и инженеры стремятся найти материалы, которые проявляют сверхпроводимость при более высоких температурах, включая комнатную. Это позволило бы использовать сверхпроводники в широком спектре технологий и устройств без необходимости охлаждения до экстремально низких температур.
Если бы удалось достичь сверхпроводимости при комнатной температуре, это привело бы к революционным изменениям в энергетике, электронике и магнитных технологиях. Например, сверхпроводящие электрические кабели могли бы передавать электроэнергию без потерь, что повысило бы эффективность и экономию энергии. Также сверхпроводники могли бы использоваться для создания более мощных и компактных электронных устройств, а также более сильных и эффективных магнитов для медицинских и научных приложений.
В энергетике сверхпроводящие материалы могут использоваться для создания эффективных источников энергии и передачи ее на расстояние без потерь. Это приведет к более эффективному использованию ресурсов и снижению потребления энергии.
В медицинае сверхпроводимые магниты используются в МРТ для создания сильных магнитных полей, необходимых для получения детальных изображений внутренних органов и тканей человека.
Сверхпроводимость может быть применена в разработке более эффективных и быстрых компьютеров и сверхскоростных сетей передачи данных. Это может привести к более быстрой и надежной связи, а также к развитию новых технологий, таких как квантовые компьютеры. В последних сверхпроводимые материалы можно использовать для создания кубитов — квантовых аналогов классических битов, что позволяет выполнять вычисления с большей скоростью и эффективностью.
Сверхпроводимость может открыть новые возможности для научных исследований, таких как создание более мощных магнитов для экспериментов в физике частиц или разработки новых материалов с уникальными свойствами. Ускорители частиц смогут разгонять их до больших скоростей, тратя меньше энергии. Это сулит новые открытия в квантовой физике.
Внешние ссылки
-
Авторитетные записи :
- ( )
- Ресурсы для исследований :
|
Лауреаты Нобелевской премии по физике |
|
|---|---|
| 1901–1925 |
|
| 1926–1950 |
|
| 1951–1975 |
|
| 1976–2000 |
|
| С 2001 г. |
|
|
Биография
Родился в городе Оук-Парк (штат Иллинойс) в семье Джона Г. Шриффера и Луизы (урождённой Андерсон) Шриффер. В 1940 году семья переезжает в город Манхассет, штат Нью-Йорк, а ещё через девять лет в город Юстис (штат Флорида). Живя во Флориде, Джон любил играть с самодельными ракетами и радио, что и сформировало его интерес к электротехнике.
Окончив Юстисскую среднюю школу, в 1949 году Шриффер поступает в Массачусетский технологический институт, намереваясь стать инженером-электриком. Через два года он избирает своей специальностью физику и в 1953 году получает степень бакалавра под руководством Джона К. Слэтера.
В 1954 г. он защищает в университете штата Иллинойс диссертацию, выполненную под руководством Джона Бардина, и получает степень магистра. Диссертация была посвящена исследованию электронной проводимости на поверхности полупроводника. По завершении работы над диссертацией он присоединяется к Бардину в исследовании явления сверхпроводимости и свойств вещества при температурах, близких к абсолютному нулю.
В 1956 г. Шриффер, Бардин и Купер разработали теорию сверхпроводимости кристаллических твёрдых тел, основанную на представлении о сверхтекучести куперовских пар электронов.
За вклад в теорию сверхпроводимости Шриффер в 1957 г. был удостоен докторской степени в Иллинойском университете.
В 1957—1958 гг. на правах постдокторанта Национального научного фонда (Какой страны?) Шриффер занимался исследованием сверхпроводимости в Бирмингемском университете (Англия) и в Институте Нильса Бора в Копенгагене (Дания).
В Копенгагене в 1960 г. он встретил Анне Грете Томсен. Через несколько месяцев они поженились. У них две дочери и сын.
В 1964, Шриффер публикует свою книгу о теории БКШ, «Theory of Superconductivity».
В 1957—1960 гг. Шриффер преподавал физику в Чикагском университете, в 1959—1960 гг. в университете штата Иллинойс, в 1962 г. в Пенсильванском университете, в 1969—1975 гг. в Корнеллском университете и с 1975 г. — в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре. Он занимается также исследованием магнитных свойств материалов, свойств сплавов и поверхностных эффектов.
В 1972 г. Шрифферу, Куперу и Бардину была присуждена Нобелевская премия по физике «за созданную их совместными усилиями теорию сверхпроводимости, обычно называемую теорией БКШ».
9 ноября 2005 года был приговорен к двум годам тюремного заключения за неумышленное убийство (автокатастрофу по его вине).
Помимо Нобелевской премии Шриффер удостоен многочисленных наград, в их числе премии Комстока американской Национальной академии наук (1968), премии Оливера Бахли по физике твёрдого тела Американского физического общества (1968) и медали Джона Эрикссона Американского общества шведских инженеров (1976). Шриффер является почетным доктором пяти университетов, членом американской Национальной академии наук (1971), Американской академии наук и искусств, Американского философского общества и Датской королевской академии наук и искусств.
Жизнь и карьера
Шриффер родился в Оук-Парк, штат Иллинойс, в семье Луизы (Андерсон) и Джона Генри Шриффера. Его семья переехала в 1940 году в Манхассет, штат Нью-Йорк, а затем в 1947 году в Юстис, Флорида, где его отец, бывший продавец фармацевтических препаратов, начал карьеру в цитрусовой индустрии. Во времена Флориды Шриффер любил играть с самодельными ракетами и радиолюбителями — хобби, которое вызвало интерес к электротехнике.
После окончания средней школы Юстиса в 1949 году Шриффер поступил в Массачусетский технологический институт, где в течение двух лет он специализировался на электротехнике, прежде чем переключиться на физику. в его младший год. Он защитил диссертацию на степень бакалавра по мультиплетам в тяжелых атомах под руководством Джона С. Слейтера в 1953 году. Преследуя интерес к физике твердого тела, Шриффер поступил в аспирантуру Университета Иллинойса в Урбане. –Champaign, где он был немедленно нанят в качестве научного сотрудника Бардина. После разработки теоретической проблемы электропроводности на поверхности полупроводников Шриффер провел год в лаборатории, применяя теорию к нескольким поверхностным задачам. На третьем курсе аспирантуры он вместе с Бардином и Купером занимался разработкой теории сверхпроводимости.
Шриффер вспомнил, что в январе 1957 года он был в метро в Нью-Йорке, когда у него появилась идея, как математически описать основное состояние сверхпроводящих атомов. Сотрудник Шриффера и Бардина Купер обнаружил, что электроны в сверхпроводнике сгруппированы в пары, теперь называемые куперовскими парами, и что движения всех куперовских пар в одном сверхпроводнике коррелированы и функционируют как единое целое из-за фонон-электронные взаимодействия. Математический прорыв Шриффера заключался в описании поведения всех куперовских пар одновременно, а не каждой отдельной пары. На следующий день после возвращения в Иллинойс Шриффер показал свои уравнения Бардину, который сразу понял, что они являются решением проблемы. Теория БКШ (Бардина-Купера-Шриффера) сверхпроводимости, как она теперь известна, явилась результатом более чем 30-летних экспериментальных результатов, которые поставили в тупик некоторых из величайших теоретиков физики.
После защиты докторской диссертации по теории сверхпроводимости Шриффер провел 1957–1958 учебный год в качестве научного сотрудника Национального научного фонда в Университете Бирмингема в Англии. и в Институте Нильса Бора в Копенгагене, где он продолжил исследования сверхпроводимости. Проработав год доцентом в Чикагском университете, он вернулся в Иллинойский университет в 1959 году в качестве преподавателя. В 1960 году он вернулся в Институт Бора с летним визитом, во время которого он обручился с Анной Грете Томсен, на которой женился на Рождество того же года. Два года спустя Шриффер поступил на факультет Пенсильванского университета в Филадельфии, а в 1964 году Шриффер опубликовал свою книгу по теории БКШ «Теория сверхпроводимости». Он имел почетные ученые степени Мюнхенского технического университета и Женевского университета. В 1968 году Шриффер вместе с Купером был удостоен премии Комстока по физике от Национальной академии наук. В том же году он был награжден премией Оливера Э. Бакли по конденсированной материи от Американского физического общества.
В 1972 году Шриффер вместе с Бардином и Купером получил Нобелевскую премию по физике 1972 года за разработку теории БКШ. В 1980 году Шриффер стал профессором Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, а в 1984 году стал профессором-канцлером, занимая должность директора университетского Института теоретической физики Кавли. В 1992 году Государственный университет Флориды назначил Шриффера выдающимся ученым-профессором и главным научным сотрудником Национальной лаборатории сильного магнитного поля, где он продолжал преследовать одну из великих целей в физике: сверхпроводимость при комнатной температуре.
24 сентября 2004 года, управляя автомобилем с приостановленными правами, Шриффер попал в автомобильную аварию, в результате которой один человек погиб и семь получили ранения. Говорят, что Шриффер заснул за рулем своей машины. 6 ноября 2005 г. он был приговорен к двум годам лишения свободы тюрьмы за непредумышленное убийство на автомобиле. Шриффер был заключен в исправительное учреждение Ричарда Дж. Донована в Рок-Маунтин около Сан-Диего, Калифорния.
Он умер в конце июля 2019 года в учреждении для престарелых во Флориде во время сна. Ему было 88 лет.
Опубликованные статьи
Среди победителей мы выделим работы физиков 1972 года, Бардина, Купера и Шриффера, которые вместе стали известны благодаря теории БКШ — инициалам своих прозвищ.
Из его опубликованных статей я выделяю некоторые:
Шриффер: Теория сверхпроводимости, которая дает читателю основу для литература, в которой подробно рассматриваются приложения микроскопической теории и микроскопических систем, таких как атомное ядро, материя конденсированный.
Купер публикует «Структура и смысл физики»; Теория корковой пластичности; Как учиться, как мы запоминаем: к пониманию мозга и нервных систем.
Бардин в свою очередь: Настоящий гений; Теория сверхпроводимости; понимание сверхпроводимости.
описание
Упомянутые статьи имеют большое значение, но мы опишем статьи, относящиеся к сверхпроводимости и разработанной ими теории БКШ.
Впервые сверхпроводимость была обнаружена в 1911 году физиком Хайке Камерлинг-Оннесом (1853-1926). При охлаждении ртути и олова приводят к температурам, близким к абсолютному нулю (273 градуса Цельсия). отрицательный), он обнаружил, что эти элементы начали проводить электрический ток, не рассеивая нагревать. Это означает, что электрическое сопротивление становится практически нулевым, позволяя электронам свободно перемещаться через кристаллическую структуру этих материалов. Материалы, которые проявляли это свойство, были классифицированы как сверхпроводники.
Температура, ниже которой эти материалы проводят электрический ток без сопротивления, известна как температура перехода и характерна для каждого материала.
В обычном проводнике путь электронов затруднен ударами по кристаллической структуре материала и присутствующим в нем примесям. Эта структура подвергается упругим колебаниям (фононам) в основном из-за тепла, которому подвергается материал.
Фононы не позволяют электронам, которые являются носителями заряда в электрическом токе, проходить через эту кристаллическую решетку без толчков. Эти столкновения несут ответственность за рассеивание тепла, которое наблюдается в любом материале, проводящем электричество. Потеря тепла называется эффектом Джоуля в честь английского физика Джеймса Джоуля (1818–1889), который вывел закон, регулирующий это явление.
Купер обнаружил, что электроны в сверхпроводнике сгруппированы в пары, которые теперь называются куперовскими парами, и ведут себя как единое целое. Приложение электрического напряжения к сверхпроводнику заставляет все куперовские пары двигаться, образуя ток. Когда напряжение снимается, ток продолжает течь бесконечно, потому что пары не встречают сопротивления. Чтобы ток остановился, все пары должны быть остановлены одновременно, что очень маловероятно. Когда сверхпроводник нагревается, эти пары разделяются на отдельные электроны, и материал становится нормальным или несверхпроводящим.
Теория БКШ является всеобъемлющей в теоретической области, однако она имеет ограничения в отношении некоторых теоретических фактов и экспериментальных явлений. Ограничением этой теории является то, что она не указывает заранее, является ли материал сверхпроводящим, и другой — из-за отсутствия обоснования того факта, что не все твердые тела являются сверхпроводящими. Теория БКШ также предполагает, что при температурах выше 25 не может быть сверхпроводимости, потому что связь, которая удерживает электроны, образующие куперовские пары, будет нарушена колебаниями сети, пример.
Спустя почти столетие после открытия сверхпроводимости это явление продолжает составлять обширную область исследований.
Библиография
Соареш, М. Ф. М.; Феррейра, В. W.; Большой энциклопедический словарь Международного книжного клуба.Круг читателей; Большая энциклопедия знаний, том с 1 по 16.Muller, P.; Устинов, А.В.;. Schmid, t.V.V.; Физика сверхпроводниковВведение в основы и приложения, Москан, 1982.Л. П. Леви; Спрингер, Магнетизм и сверхпроводимость, Париж, 1997.Тропер, Амос; Овиейра, А. L.; Раммуни, В. П.; Сверхпроводимость, журнал CBPF.
definition — Шриффер, Джон Роберт
of Wikipedia
Advertizing ▼
Wikipedia
Шриффер, Джон Роберт
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: ,
Джон Роберт Шриффер (англ. John Robert Schrieffer; род. 31 мая , Оук-Парк, Иллинойс, США) — лауреат Нобелевской премии в области физики в 1972 году (совместно с Джоном Бардином и Леоном Н. Купером) за создание БКШ-теории, названной по их инициалам.
Биография
Родился в городе Оук-Парк (штат Иллинойс) в семье Джона Г. Шриффера и Луизы (урождённой Андерсон) Шриффер. В году семья переезжает в город Манхассет, штат Нью-Йорк, а ещё через девять лет в город Юстис (штат Флорида). Живя во Флориде, Джон любил играть с самодельными ракетами и радио, что и сформировало его интерес к электротехнике.
Окончив Юстисскую среднюю школу, в 1949 году Шриффер поступает в Массачусетский технологический институт, намереваясь стать инженером-электриком. Через два года он избирает своей специальностью физику и в 1953 году получает степень бакалавра под руководством Джона К. Слэтера.
В г. он защищает в университете штата Иллинойс диссертацию, выполненную под руководством Джона Бардина, и получает степень магистра. Диссертация была посвящена исследованию электронной проводимости на поверхности полупроводника. По завершении работы над диссертацией он присоединяется к Бардину в исследовании явления сверхпроводимости и свойств вещества при температурах, близких к абсолютному нулю.
В г. Шриффер, Бардин и Купер разработали теорию сверхпроводимости кристаллических твёрдых тел, основанную на представлении о сверхтекучести куперовских пар электронов.
За вклад в теорию сверхпроводимости Шриффер в г. был удостоен докторской степени в Иллинойском университете.
В — гг. на правах постдокторанта Национального научного фонда (Какой страны?) Шриффер занимался исследованием сверхпроводимости в Бирмингемском университете (Англия) и в Институте Нильса Бора в Копенгагене (Дания).
В Копенгагене в г. он встретил Анне Грете Томсен. Через несколько месяцев они поженились. У них две дочери и сын.
В , Шриффер публикует свою книгу о теории БКШ, «Theory of Superconductivity».
В — гг. Шриффер преподавал физику в Чикагском университете, в — гг. в университете штата Иллинойс, в г. в Пенсильванском университете, в — гг. в Корнеллском университете и с г. — в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре. Он занимается также исследованием магнитных свойств материалов, свойств сплавов и поверхностных эффектов.
В г. Шрифферу, Куперу и Бардину была присуждена Нобелевская премия по физике «за созданную их совместными усилиями теорию сверхпроводимости, обычно называемую теорией БКШ».
9 ноября 2005 года был приговорен к двум годам тюремного заключения за неумышленное убийство (автокатастрофу по его вине).
Помимо Нобелевской премии Шриффер удостоен многочисленных наград, в их числе премии Комстока американской Национальной академии наук (), премии Оливера Бахли по физике твёрдого тела Американского физического общества () и медали Джона Эрикссона Американского общества шведских инженеров (). Шриффер является почетным доктором пяти университетов, членом американской Национальной академии наук (), Американской академии наук и искусств, Американского философского общества и Датской королевской академии наук и искусств.
Награжден
1970 — Ханнес Улоф Гёста Альфвен (1908-1995)
Учился в Упсальском университете, был профессором теории электричества. Удостоен Нобелевской премии за работы и открытия в области магнитогидродинамики и приложений в физике плазмы, он написал «Космическую электродинамику», «Истоки солнечной системы», «Антимиры».
Лойс Эжен Феликс Нил (1904-2000)
Он родился в Лионе, был профессором в Страсбурге и Гренобле и директором Союза чистой и прикладной физики. Он также заслуживает награды за открытия, связанные с ферромагнетизмом, антиферромагнетизмом и их приложениями в физике твердого тела.
1971 — Деннис Габор (1900-1979)
Родился 5 июня 1900 года в Венгрии. Этот физик был удостоен этой награды за выполнение исследовательских работ по электронно-лучевым осциллографам, магнитолинзовым машинам и т. Д. газовый разряд и теория информации, в 1948 году изобрел и усовершенствовал голографический метод, который представляет собой запись изображений, которая позволяет создавать трехмерные изображения Объект.
Рис.1: Физики Джон Бардин (слева), Леон Купер (в центре) и Роберт Шриффер (справа)
1972 — Джон Бардин (1908-1991)
Американский физик, он был профессором физики и электротехники с 1951 года. Он был третьим человеком, получившим две Нобелевские премии, одну в 1956 году и одну в 1972 году, за исследования в области сверхпроводимости.
Джон Шриффер (1931-)
Американский профессор физики, он преподавал в Пенсильванском университете в Филадельфии, получив награду. вместе с Купером и Бардином за исследования и работы по теории электрической сверхпроводимости металлы.
1973 — Ивар Гиавер (1929-)
Американский физик норвежского происхождения, он делит эту награду с Эсаки и Джозефсоном за изучение «туннельного эффекта» на движение электронов.
Лео Эсаки (1925-)
Японский физик, разделяющий премию и исследование «туннельного эффекта», позволяющего водителю пересечь потенциальный барьер, что было бы невозможно по канонам физики классический. Он создал туннельный диод (Диод представляет собой электронный клапан, образованный ампулой высокого вакуума с двумя электродами и четырьмя электродами. терминалы на его базе) в 1960 году, который может использоваться как усилитель или как генератор для частот до микроволновая печь.
Брайан Дэвид Джозефсон (1940-)
Он из Уэльса и в 1973 г. удостоен чести за разработку теорий, касающихся свойств сверхпроводимости из-за вышеупомянутого эффекта, в частности, из-за явления, известного как «эффект Джозефсон ».
Жизнь и карьера
Шриффер родился в Оук-Парк, Иллинойс, сын Луизы (Андерсон) и Джона Генри Шрифферов. Его семья переехала в 1940 г. Манхассет, Нью-Йорк, а затем в 1947 г. Юстис, Флорида, где его отец, бывший продавец фармацевтических препаратов, начал карьеру в цитрусовой индустрии. Во времена Флориды Шриффер любил играть с самодельными ракетами и радиолюбителями — хобби, которое вызвало интерес к электротехнике.
После окончания Средняя школа Юстиса в 1949 году Шриффер был принят в Массачусетский Институт Технологий, где в течение двух лет он специализировался на электротехнике, прежде чем переключиться на физику на первом курсе. Он защитил кандидатскую диссертацию по мультиплетам в тяжелых атомах под руководством Джон С. Слейтер в 1953 г. Преследуя интерес к физике твердого тела, Шриффер поступил в аспирантуру Университет Иллинойса в Урбане-Шампейн, где он был немедленно принят на работу в качестве научного сотрудника в Бардин. После разработки теоретической проблемы электропроводности на поверхности полупроводников Шриффер провел год в лаборатории, применяя теорию к нескольким поверхностным задачам. На третьем курсе аспирантуры он вместе с Бардином и Купером занимался разработкой теории сверхпроводимости.
Шриффер вспоминал, что в январе 1957 года он был в метро в Нью-Йорке, когда у него появилась идея, как математически описать основное состояние сверхпроводящих атомов. Сотрудник Шриффера и Бардина Купер обнаружил, что электроны в сверхпроводнике сгруппированы в пары, которые теперь называются Куперовские пары, и что движения всех куперовских пар внутри одного сверхпроводника коррелированы и функционируют как единое целое из-за фонон-электронных взаимодействий. Математический прорыв Шриффера заключался в описании поведения всех пар Купера одновременно, а не каждой отдельной пары. На следующий день после возвращения в Иллинойс Шриффер показал свои уравнения Бардину, который сразу понял, что они являются решением проблемы. Теория БКШ (Бардина-Купера-Шриффера) сверхпроводимости, как она теперь известна, явилась результатом более чем 30-летних экспериментальных результатов, которые поставили в тупик некоторых из величайших теоретиков физики.
После завершения докторской диссертации по теории сверхпроводимости Шриффер провел 1957–1958 учебный год в качестве специалиста. Национальный научный фонд сотрудник Бирмингемский университет в Англии и на Институт Нильса Бора в Копенгагене, где продолжил исследования сверхпроводимости. Проработав год доцентом в Чикагском университете, он вернулся в Иллинойский университет в 1959 году в качестве преподавателя. В 1960 году он вернулся в Институт Бора с летним визитом, во время которого он обручился с Анной Грете Томсен, на которой женился на Рождество того же года. Два года спустя Шриффер присоединился к факультету Пенсильванский университет в Филадельфия, а в 1964 году Шриффер опубликовал свою книгу по теории БКШ «Теория сверхпроводимости». Он имел почетные степени от Технический университет Мюнхена и Женевский университет. В 1968 году Шриффер вместе с Купером был награжден Премия Комстока по физике от Национальная Академия Наук. Он был награжден Премия Оливера Э. Бакли по конденсированной материи посредством Американское физическое общество В том же году.
В 1972 году Шриффер вместе с Бардином и Купером получил Нобелевскую премию 1972 года по физике за разработку теории БКШ. В 1980 году Шриффер стал профессором Калифорнийский университет в Санта-Барбаре, и дослужился до профессора канцлера в 1984 году, работая директором университетского Кавли Институт теоретической физики. В 1992 г. Университет штата Флорида назначил Шриффера выдающимся ученым-профессором университета и главным научным сотрудником Национальная лаборатория сильного магнитного поля, где он продолжал преследовать одну из великих целей физики: сверхпроводимость при комнатной температуре.
24 сентября 2004 г. при движении с дисквалификацией. лицензия Шриффер попал в автомобильную аварию, в результате которой один человек погиб, а еще семь получили ранения. Говорят, что Шриффер заснул за рулем своей машины. 6 ноября 2005 г. он был приговорен к двум годам лишения свободы. тюрьма за непредумышленное убийство на автомобиле. Шриффер был заключен в Исправительное учреждение Ричарда Дж. Донована на Рок-Маунтин рядом Сан-Диего, Калифорния.
Он умер в конце июля 2019 года во время сна в медучреждении во Флориде. Ему было 88 лет.