John Bardeen

Figlio del Preside della Facoltà di Medicina dell’Università del Wisconsin, Charles Russel Bardeen, e di una artista di Brooklyn, Altea Harmer, fu un brillante studente fin da bambino e saltò dalla terza classe elementare alla High School terminandola a 15 anni, nonostante un periodo di depressione seguente alla morte della madre la cui grave malattia gli era stata tenuta nascosta.

Si iscrisse all’Università del Wisconsin in Ingegneria elettrica, frequentando anche corsi extra in matematica e fisica che amava. Scelse Ingegneria perché non voleva intraprendere una carriera accademica come il padre e pensava di avere così più possibilità di lavoro. Dopo un periodo di lavoro presso la Western Electric Company di Chicago che dovette lasciare a causa delle avvisaglie della crisi economica (la ‘Grande Depressione’ del 1929) si laureò (B.S.) nel 1928 e rimase all’Università come ricercatore, lavorando a problemi matematici applicati alla geofisica e alla radiazione delle antenne. In questo periodo conobbe la meccanica quantistica dal Prof. John H. Van Vleck (Nobel del 1977).

Nel 1930 il prof. Leo Peters col quale collaborava nelle ricerche in geofisica si trasferì ai laboratori della Gulf Oil Co. a Pittsburgh e lo seguì per tre anni lavorando allo sviluppo di metodiche per l’interpretazione delle rilevazioni magnetiche e gravitazionali applicate alla ricerca di giacimenti petroliferi.

Sentendosi però più attratto dalla fisica teorica si dimise nel 1933 e si trasferì all’Università di Princeton per conseguire il dottorato in fisica matematica sotto la guida di Eugene P. Wigner (Nobel del 1963) e Frederick Seitz che lo iniziarono allo studio dello stato solido.

Prima di terminare la tesi gli fu offerto un buon posto di assistente a Harvard dove rimase tre anni lavorando con John Van Vleck e Percy W. Bridgman (Nobel del 1946) sulla conduzione nei metalli ed anche sui livelli energetici dei nuclei. Nel 1936 conseguì il Ph.D. a Princeton.

Ad Harvard era più vicino alla fidanzata Jane Maxwell, una biologa insegnante di high school vicino a Boston, che sposò nel 1938.

Dal 1938 al 1941 fu professore associato all’Università del Minnesota e durante la guerra prestò servizio civile come fisico ai Laboratori Navali della Difesa a Washington lavorando a sistemi di protezione magnetica delle navi e sommergibili da mine e siluri.

Aveva conosciuto ad Harvard William Shockley, appena nominato capo di un nuovo gruppo di ricerca in fisica dello stato solido ai Bell Telephone Laboratories (fondati dalla AT&T prima a New York poi trasferiti nel New Jersey), che lo chiamò offrendogli il doppio dello stipendio del Minnesota. Si trasferì senza esitazioni nel New Jersey con moglie e i tre figli nati nel frattempo.

Del gruppo faceva parte un’altra vecchia conoscenza dei tempi degli studi universitari, Walter Brattain, amico e anche compagno sui campi da golf dove trascorrevano i fine settimana.

I due formarono un team affiatato con Brattain che effettuava gli esperimenti e Bardeen che elaborava le teorie.

Nel 1947 Schockley espose ai due un suo problema: perché un amplificatore che aveva ideato, basato su un cristallo di silicio poi sostituito con germanio, non funzionava? Bardeen riprese i suoi studi del ‘30 sulla meccanica quantistica applicata ai semiconduttori e capì che il problema stava nel comportamento degli elettroni alla superficie del cristallo ed era questo che andava controllato. Il 23 dicembre 1947 la coppia costruì il primo transistor a punto di contatto.

L’ambiente del laboratorio tuttavia peggiorò; Shockley che era il capo si risentì per essere stato escluso dall’invenzione (e dal brevetto) e continuò le ricerche da solo, sviluppando il più stabile transistor a giunzione (o ‘a sandwich’). Inoltre escluse Bardeen da ulteriori ricerche in quel campo e praticamente lo costrinse a cercarsi un nuovo lavoro che gli fu offerto nel 1951 dal suo amico Fred Seitz all’Università dell’Illinois a Urbana come Professore di Fisica e Ingegneria elettrica.

Qui poteva organizzare la sua ricerca come voleva e decise di occuparsi di superconduttività.

Nel 1956, mentre preparava la colazione ebbe dalla radio la notizia che gli era stato assegnato il Premio Nobel per la Fisica, insieme a Walter H. Brattain e William Shockley per gli studi sui semiconduttori e la scoperta dell’effetto transistor.

La cerimonia a Stoccolma fu tormentata, la lavanderia rovinò la camicia bianca di gala di Bardeen che la ebbe in prestito da Brattain, Schockley stava appartato finchè ad una cena con amici svedesi fu invitato ad unirsi e i tre finalmente poterono rievocare i tempi della loro collaborazione ed amicizia. Bardeen aveva portato alla cerimonia solo uno dei figli e fu rimproverato per questo dal Re Gustavo VI, ma gli assicurò che ‘la prossima volta’ avrebbe portato l’intera famiglia!

Nel 1957 insieme ai suoi due studenti Leon N. Cooper e John R. Schrieffer propose la prima soddisfacente spiegazione della superconduttività (ora nota come teoria BCS) dopo la sua scoperta nel 1908.

Per questo ebbe il Premio Nobel del 1972 insieme a Cooper e Schrieffer, e divenne l’unico finora ad avere ricevuto per due volte il premio Nobel per la Fisica (Marie Curie ne ebbe uno per la Chimica e uno per la Fisica). Questa volta, come aveva promesso, portò tutti e tre i figli alla cerimonia!

Socio dell’American Physical Society, membro del Direttivo dal 1954 al 1957 e Presidente nel 1968-69, fece parte della Redazione di The Physical Review e Reviews of Modern Physics. Dal 1959 al 1962 fece parte del Comitato di Consulenza scientifica del Presidente e nel 1981-82 del Consiglio Scientifico della Casa Bianca. Fu tra i fondatori della International Union of Pure and Applied Physics e Chairman dal 1969 al 1972.

Eletto alla Accademia nazionale delle Scienze ottenne numerose medaglie e premi, tra i quali il premio Lomonosov dell’Accademia delle Scienze dell’URSS nel 1987 e la Medaglia d’Onore della IEEE nel 1971. Fu incluso dalla rivista Life tra i 100 personaggi che più hanno influenzato il 20° secolo.

Fu attivo consulente, sin dalla fondazione, della Xerox Corporation e anche della General Electric, testimoniando il suo interesse per le applicazioni tecnologiche.

Visse il resto della sua vita ad Urbana, Illinois, continuando a fare ricerca, ad insegnare e giocare a golf, vincendo anche Tornei.

Il figlio James M. Bardeen, fisico e cosmologo, molto noto nel campo della relatività generale e buchi neri, è attualmente Professore emerito all’Università di Washington a Seattle, l’altro figlio William A. Bardeen è stato un fisico teorico del FermiLab fino al 2010 e la figlia Elizabeth ha sposato il fisico sperimentale delle basse temperature Tom Greytak del MIT.