İki dəfə Nobel mükafatı laureatı

 

Amerikalı alim Con Bardinin elmi kəşfləri XXI əsrdə İKT-nin tətbiqinə geniş yol açmışdır

 

Ötən əsrin 50-ci illərində bərk cismlər və yarımkeçiricilər fizikası  sahəsində bir sıra elmi kəşflər edilmişdir ki, onların da sayəsində müasir informasiya-kommunikasiya texnologiyalarını yaratmaq və inkişaf etdirmək mümkün olmuşdur.  Bu sahədə əldə olunmuş elmi uğurlardan danışanda  fizika sahəsində 2 dəfə Nobel mükafatına layiq görülmüş amerikalı fizik  Con Bardinin adı çəkilir. Con Bardin 1948-ci ildə tranzistor effektini kəşf etmiş və dünyada ilk yarımkeçirici tranzistor yaratmışdır. 1956-cı ildə həmkarları  U.Şokli və U.Bratteynlə birlikdə ilk tranzistorun kəşfinə görə Nobel mükafatına layiq görülmüşdür. 1972-ci ildə isə Con Bardinin  L.Kuper və R.Şrifferlə birgə yaratdığı yüksəkkeçiricilik nəzəriyyəsi ona ikinci  Nobel mükafatını qazandırmışdır. Con Bardin  Amerikanın Harvard Universitetində (1935-1938), Minnesota Universitetində (1938-1941), "Bell-telefon" şirkətinin laboratoriyasında (1945-1951) işləmişdir. 1951-ci ildə İllinoys Universitetinin professoru seçilmişdir. Onun əsas işləri bərk cismlər  və aşağı temperaturlar fizikasına həsr olunmuşdur. Bu işlər yeni elmi-texniki fənnin - mikroelektronikanın əsasını qoymuşdur. 1950-ci ildə virtual fonların mübadiləsi sayəsində elektronlar arasında cazibəni və onun ölçüsünü qabaqcadan xəbər vermişdir. 1957-ci ildə isə yüksəkkeçiricilik nəzəriyyəsini (metalların çox aşağı temperaturlarda müqavimətlərini itirməsi qabiliyyəti) yaratmışdır. Əsasında  elektron-fon adlandırılan təsəvvürün durduğu bu nəzəriyyə yüksəkaxıcılıq, nüvə fizikası və astrofizika sahəsində eksperimental tədqiqatları stimullaşdırmışdır.  

 

Uşaqlıq illəri

 

Con Bardin 1908-ci il  mayın 23-də Amerikanın Viskonsin ştatının Medison şəhərində Çarlz və Altey   Bardinlərin ailəsində anadan olmuşdur. Atası Viskonsin Universiteti nəzdində  tibb məktəbinin dekanı və anatomiya professoru idi. Çarlz Bardin tibb məktəbinin yaradılmasında xüsusi rol oynamışdır. Anası Altey Devi məktəb laboratoriyasında çalışmışdır. Çarlz Bardinlə ailə qurduqdan sonra isə o, incəsənət sahəsinə meyil etmişdir. Uşaqlıq vaxtlarından qeyri-adi qabiliyyətlər nümayiş etdirən Con 5 yaşında olarkən asanlıqla beynində üçrəqəmli ədədlər üzərində əməliyyatlar aparırdı. Onun riyazi istedadı özünü çox tez büruzə vermişdir. 7-ci sinifdə oxuyarkən riyaziyyat müəllimi Con Bardinin qarşısında ən mürəkkəb məsələləri həll etmək vəzifəsi qoymuşdur. Sonralar Bardin müəllimini minnətdarlıqla xatırlayır və qeyd edirdi ki, məhz onun sayəsində riyaziyyata marağı günbəgün artmışdır. C.Bardin dördüncü, beşinci və altıncı sinifləri eyni zamanda başa vuraraq  3 illik imtahanları birdəfəyə vermişdir.

Alim sonralar İllinoys Universitetində jurnalistlərə verdiyi müsahibəsində intellektual ailədə tərbiyə olunduğunu qeyd etmişdir. Ailədə 5 uşaq böyüyürdü. Con 12 yaşı tamam olanda anası xərçəng xəstəliyindən vəfat etmişdir. Çarlz Bardin arvadının xəstəliyinin ciddiliyini uşaqlardan nə qədər gizlətməyə çalışsa da, onun vəfatı kiçik Con üçün əsl sarsıntı olmuşdur.  O,  universitet nəzdindəki tibb  məktəbini 4 ilə bitirmiş, lakin atasının yolu ilə getməmişdir.  Anası rəsm müəllimi olmuşdur. O, əsasən Şərq rəngkarlığı  ilə maraqlanırdı. Beləliklə də kiçik Conda elmə marağı atası Çarlz Bardin oyatmışdı. Lakin Bardinin elmə marağının inkişafında anasının da əməyi böyük olmuşdur. Onu  eksperimental məktəbə qoymuşlar. Viskonsin Universiteti nəzdində fəaliyyət göstərən təhsil ocağı ali məktəb statusuna malik idi. Bardin məktəb illərində əsasən riyaziyyat və təbiət  elmlərinə maraq göstərmişdir.   Con Bardinlə oxuyan uşaqların əksəriyyəti ondan  3-4 yaş böyük idi.  O,  Medison məktəbində əlavə olaraq riyaziyyat kurslarına da getmişdir. 

Bardin orta məktəbi 15 yaşında  başa vurmuşdur, lakin orta məktəbi bir neçə il daha tez bitirə bilərdi. Məktəbi gec bitirməsinin  səbəbi digər məktəblərdə əlavə kurslara getməsi və eləcə də anasının vəfatı ilə bağlı idi.

 

 15 yaşlı tələbə

 

"Mənim riyaziyyat üzrə çox yaxşı müəllimim var idi. O, təhsil departamentində işləyirdi. Mən məktəbdə kimya, biologiya və fizikaya da maraq göstərirdim. Lakin fizikaya daha çox bağlanmışdım". Məhz fizika və kimyaya marağının nəticəsi idi ki, təhsil aldığı məktəbin zirzəmisində yerləşən laboratoriyada bir sıra təcrübələr qoymağa cəhd etmişdir. Kimyaya dair  ədəbiyyatlarda  rast gəldiyi təcrübələrin nəticələrini öz gözləri ilə görməyə çalışan həvəskar şagird müxtəlif rəngli əşyalardan boyaların necə əldə olunmasına maraq göstərirdi.

Məktəb təhsilini başa vuran Con Bardin 1923-cü ildə, 15 yaşında Viskonsin Universitetinə qəbul olunmuşdur. 20 yaşında isə elektrotexnika ixtisası üzrə bakalavr elmi dərəcəsini  almışdır. Bardin universitetdə qeyri-profil fənləri kimi fizika və riyaziyyatı öyrənirdi. O, tələbəlik illərində üzgüçülük üzrə universitet çempionu olmuşdur. Əllərinin anadangəlmə qüsurlu olmasına baxmayaraq Con  çox əla bilyard və qolf oynayırdı. Tələbə ikən "Vestern elektrik kompani" şirkətinin mühəndislik şöbəsində çalışmışdır. O, burada tətbiqi geofizika və antenaların şüalanmasına dair tədqiqatlar aparmış və bu çalışmalar ona magistr  elmi dərəcəsi qazandırmışdır. 

Con Bardin 1928-ci ildə elektrotexnika üzrə bakalavr və magistr elmi dərəcələri almışdır. Onun üçün maraqlı olan  fizika və riyaziyyat üzrə bütün kurslara qulaq asmış və universiteti 5 ilə, bir il tez bitirmişdir. Bu ona eyni zamanda Leo Petersin rəhbərliyi altında magistr dissertasiyası  yazmağa imkan vermişdir. Onun riyaziyyat üzrə müəllimləri Uorren Uiver, Edvard Van Flne, fizika üzrə  rəhbəri Con Flnek olmuşdur. Bundan əlavə, o vaxtlar universitetdə mühazirələrinə qulaq asdığı məşhur fiziklər Pol Dirak, Verner Heyzenberq, Arnold Zommerfeld də onun püxtələşməsində böyük rol oynamışlar.   

 

Nəzəriyyədən praktikaya

 

1933-cü ildə Con Bardin Prinston Universitetində təhsilini davam etdirməyə qərar vermişdir. Burada fizika  fənnini  kvant nəzəriyyəsi sahəsində tanınmış tədqiqatçı, sonralar Nobel mükafatı laureatı olmuş P.Viqner tədris edirdi.   Onun rəhbərliyi altında Bardin kvant mexanikası nəzəriyyəsini  bərk cismlər fizikasına tətbiq etməyə cəhd  etmişdir. Bu dövrdə nəzəri fizika artıq ayrı-ayrı atomların və onlara daxil olan hissəciklərin davranışının izahını verə bilirdi.   Bərk cismlər nəhəng miqdarda atomlardan ibarət olduqlarına görə kvant mexanikasının universal qanunlarının ona tətbiqi  olduqca çətin idi. 1936-cı ildə Bardin elektronları metal atomlarında saxlayan cazibə   qüvvəsinə həsr olunmuş doktorluq dissertasiyasını müdafiə etmiş və elmlər doktoru elmi dərəcəsini  almışdır.

Daha sonra Con  Bardin bir neçə il Harvard Universitetində işləmişdir. O, əsasən atom rabitəsi və yarımkeçiricilərdə elektrik keçiriciliyini tədqiq etmişdir. İkinci Dünya müharibəsi illərində Bardin mülki fizik kimi hərbi-dəniz artilleriya laboratoriyasında çalışmışdır. O, burada gəmilərin maqnit müdafiəsi məsələlərini tədqiq etmişdir.  Qeyd edilməlidir ki, bu məsələ üzərində Avropanın və SSRİ-nin bir sıra alimləri çalışırdı. Faşist Almaniyasına qarşı mübarizədə bu cür tədqiqatlar çox önəmli idi.

 1945-ci ildə Con Bardin "Bell" şirkətində işləməyə başlamışdır. Onun Uilyam Şokli və Uolter Bratteynlə birlikdə apardıqları tədqiqat ilk yarımkeçirici cihazların yaranması ilə nəticələnmişdir. Məlum olduğu kimi, yarımkeçiricilər elektrik müqavimətlərinə görə keçiricilər və izolyatorlar arasında aralıq vəziyyətdə yerləşir. İlk tranzistorun yaradılması yolunda alimlər bir sıra çətinlikləri dəf etməli olmuşdular. Zəruri və gözlənilən nəticələrin əldə edilməsinə, ilk növbədə, yarımkeçiricilərin səthinin  xassələri mane olurdu.  

 

Dünyanın ilk tranzistoru

 

Con Bardin, Uilyam Şokli və Uolter Bratteynin birgə səyləri ilə dünyada ilk dəfə germanium və silisium əsasında kontakt tranzistor yaradılmışdır.  Alimlər onu emitter və ya kollektor adlandırmışdılar. Bir sıra təkmilləşdirici işlərdən sonra isə tranzistor triod adlandırılmağa başlandı.  Germaniumun silisiumla əvəz olunmasından sonra tranzistor  praktik tətbiq sahəsini  tapmışdır. Yeni qurğu radiolampaları  çox üstələyirdi. O, nəinki kompakt idi, həm də çox az elektrik enerjisi tələb edirdi. Çünki elektrik tellərinin qızdırılmasına ehtiyac qalmırdı. Tranzistorların kəşfi elektrotexnika və sonradan isə elektronikada yeni mərhələnin başlanğıcını qoymuşdur. Yarımkeçirici qurğuların yaradılması akustik cihazlar, hesablama maşınları, telefon stansiyalarının təkmilləşdirilməsinə imkan vermişdir. 

İnformasiya-kommunikasiya texnologiyaları əsri hesab olunan XXI əsr Con Bardinin elmi tədqiqatları sayəsində inkişaf etmişdir. Bu kəşf bütün müasir elekton qurğuların mümkün inkişafını təmin etmişdir. Tranzistorlar telefonlardan tutmuş raketlərə qədər bütün avadanlıq  və qurğularda geniş tətbiqini tapmışdır.

 

Yüksəkkeçiricilik və ya BKŞ-nəzəriyyə

 

Bu dövrdə Con Bardin "Bell" şirkətini tərk edərək praktikadan nəzəriyyəyə keçmişdir. Ona eyni zamanda iki vəzifə - elektrotexnika professoru və İllinoys Universitetinin fizika professoru vəzifələri təklif olunmuşdur. Onun diqqət mərkəzində artıq  bir vaxtlar Prinston Universitetində məşğul olduğu çox aşağı temperaturlarda yüksək keçiricilik hadisəsinin öyrənilməsi durmuşdu.

Fizikanın ən ecazkar hadisələrindən hesab olunan yarımkeçiricilik barədə hələ  1911-ci  ildə  niderlandlı fizik Xeyke Kamerlinq-Onnes məlumat vermişdir. Fizik  Amsterdamda Kral Elmlər Akademiyasının iclasında civənin maye heliumla 4,15°K-dək, yəni mütləq sıfır temperatura qədər soyudulması zamanı onun elektrik müqavimətinin  tam itdiyini bəyan etmişdir. Güclü soyuma nəticəsində elektronların istilik hərəkəti kəskin azalmış, bu isə, öz növbəsində, müqavimətin kəskin azalmasına gətirib çıxarmışdır. Sonrakı eksperimentlər göstərmişdir ki, yüksəkkeçiricilik maqnit sahəsinə, eləcə də  cərəyanın ölçüsünə  çox həssas reaksiya vermişdir.

Maqnit sahəsinin yüksəkkeçiriciliyi hadisəsini tədqiq etmiş Frits London yüksəkkeçiricilik hadisəsinin hansısa kvant effektinə malik olmasına dair fərziyyə irəli sürmüşdür. Bu fərziyyə  eyni bir metalın müxtəlif izotoplarının müxtəlif temperaturlarda yüksəkkeçiricilik xassələri əldə etməsi və mütləq temperaturun atom kütləsi ilə əks mütənasib olması məlum olduqdan sonra özünün tam təsdiqini tapmışdır. Con Bardin bilirdi ki, müxtəlif atom kütlələrinin bərk cismlərin xassələrinə təsiri özünü maddələrin daxilində rəqslərin müxtəlif yayılma üsullarında   göstərir.  Bu fikrin əsasında alim belə fərz etmişdir ki, yüksəkkeçiricilik şəraitində metal atomlarının və fəal elektronların qarşılıqlı təsiri elektronlar arasında rabitənin yeni tipini -  özünəxas cazibəni yaradır ki, bu da son dərəcə kvant xarakteri daşıyır. Con Bardinlə eyni vaxtda bu məsələ üzərində onun İllinoys Universiteti üzrə tələbələrindən Leon Kuper və Robert Şriffer də işləyirdilər. Kuper elektron cütlərinin (Kuper cütləri) yaranmasını müəyyən etmişdir. Bardin və Şriffer Kuper konsepsiyasının köməyi ilə yüksəkkeçirici metalda sərbəst elektronların ümumi populyasiyasının  mənzərəsini izah etməyə cəhd etmiş, lakin uğursuzluqla qarşılaşmışdılar.  Bardin 1956-cı ildə Stokholma özünün birinci Nobel mükafatını almağa gedəndə Şriffer uğursuzluqlarını etiraf etməyə və bu problemli məsələdən imtina etməyə hazır idi. Lakin Bardinin xeyir-duası onun ürəyində ümid qığılcımı yandırmış və sözügedən problemin həlli üçün tələb olunan statistik metodları inkişaf etdirməyə nail olmuşdur.  Bundan sonra isə  Bardin  tələbələri  ilə sübut etmişlər ki, öz aralarında qarşılıqlı təsirdə olan Kuper cütləri bir çox sərbəst elektronları yüksəkkeçiricilər daxilində vahid axınla hərəkət etməyə məcbur edir.  

Məlum olmuşdur ki, kifayət qədər aşağı temperaturlarda elektronların bir qismi cütləşir və kvant vəziyyətində enerji itirmədən elektrik cərəyanını daşıyırlar. Robert Şriffer isə öz növbəsində sübut etmişdir ki, "Kuper cütləri"nin ölçüləri olduqca böyükdür. Onlar bütün naqili əhatə edən vahid kvant vəziyyəti yaradırlar.

Bu cür davamlı nəzəriyyənin işlənib hazırlanması nəzəri fizikada mühüm  mərhələ olmuşdur. Bardin və onun həmkarlarının elmi nailiyyəti nəzəri fizikada kvant nəzəriyyəsinin yaranmasından sonra ən mühüm kəşf kimi qiymətləndirilmişdir. Bu tədqiqat işi gələcəyə proqnozlar verməyə imkan vermişdir. 1958-ci ildə alimlər hazırladıqları konsepsiyanın köməyi ilə  maye helium-3-ün mütləq sıfır temperatur yaxınlığında yüksəkaxıcılıq qabiliyyətinin müşahidə olunduğunu xəbər vermişdilər. 

1962-ci ildə eksperimentlər bu fərziyyəni  çox parlaqcasına təsdiq etmişdir. Yüksəkkeçiricilik nəzəriyyəsi  onun yaradıcılarının soyadlarının ilk baş hərfləri ilə BKŞ-nəzəriyyə adlandırılmışdır. 1972-ci ildə Con Bardin, Leon Kuper və Robert Şriffer fizika sahəsində Nobel mükafatına layiq görüldülər.   

İsveç Kral Akademiyasının üzvü Stiq Lundkvist mükafatın təqdim olunması mərasimində  yüksəkkeçiricilik nəzəriyyəsinin mükəmməl nəzəriyyə olduğunu bildirmişdir. "Sizin nəzəriyyə yeni effektləri qabaqcadan xəbər vermişdir və bu nəzəriyyə nəzəri və eksperimental tədqiqatlar sahəsində sonrakı kəşflərə stimul vermişdir. Fizikanın sonrakı inkişafı 1957-ci ildəki fundamental işlərdə əsası qoyulmuş ideyaların böyük əhəmiyyətini və qiymətini təsdiq etmişdir".    

Yeni nəzəriyyə elm qarşısında əvvəllər görünməmiş üfüqlər açmışdır. Onun əsasında yeni texnologiyalar, xüsusən də daha yüksək temperaturlarda yüksəkkeçiricilik nümayiş etdirən və güclü maqnit təsirlərinə davam gətirən materiallar   yaradılmışdır. Bu nəzəriyyədən bəhrələnən digər fiziklər, İsveçrədəki  IBM firmasının laboratoriyasında çalışan  A.Müller  və Q.Bednors da 1987-ci ildə fizika sahəsində Nobel mükafatı almışlar. 1985-1986-cı illər ərzində onlar barium, lantan, mis və oksigendən ibarət La-Ba-Cu-O  metaloksid keramik birləşməsini kəşf etmişdilər. Bu birləşmə Kelvin şkalası üzrə 35 dərəcədə  yüksəkkeçiricilik əlamətləri nümayiş etdirir. Yüksəktemperaturlu yüksəkkeçiricilik adlandırılan bu hadisə XXI əsrdə həqiqətən fantastik perspektiv vəd edir. 

 

Təvazökar alim 

 

Con Bardin olduqca sadə və təvazökar alim olmuşdur. O, dostları, alim həmkarları və eləcə də  tələbələri arasında səmimiyyəti ilə seçilirdi. Baxmayaraq ki,  o,  tam 40 il İllinoys Universitetinin professoru olmuşdur, qonşuları və tələbələri  onu daha çox yaxın dostları üçün müxtəlif qonaqlıqlar təşkil edən sadə insan kimi tanıyırdılar. O, tez-tez şəhərətrafı bağında dostları üçün yemək süfrəsi açar və çox vaxt da yeməkləri özü bişirərdi.   Bir çoxları onun fizika elminə gətirdiyi nailiyyətlərdən,  universitetdə apardığı tədqiqatlardan bixəbər idilər. Mətbuat da Con Bardin barədə susurdu. Təbiətindən irəli gələn sadəlik və təvazökarlıq onu  insanların gözündə ucaltmışdır.  İllinoys Universitetinin mühəndislik şöbəsinin bağı alimin şərəfinə adlandırılmışdır.    

 

Bir maraqlı  haşiyə: Ənənəyə görə elmin müxtəlif sahələri üzrə layiq görüldükləri Nobel mükafatını almaq üçün laureatlar Stohkolma öz ailə üzvləri ilə gedirlər. 1956-cı ildə Con Bardin birinci Nobel mükafatını almağa gedəndə ailə üzvlərindən yalnız bir nəfəri - qızını aparmışdır. Mükafatın təqdimolunma mərasimində İsveç kralı VI Qustav Con Bardini məzəmmət etmişdir ki, təntənəli mərasimə uşaqlardan yalnız birini gətirib. Con Bardin onun iradını qəbul edərək vəd etmişdi  ki, növbəti dəfə (?!) gələndə o biri  uşaqları da Stokholma gətirəcək... Bardinin bu sözləri bəzilərində səmimi bir gülüş doğursa da, o vədinə əməl etmişdir.  1972-ci ildə ikinci   Nobel mükafatını alanda bütün ailə Stokholmda idi.

Məlumdur ki, alim aldığı Nobel mükafatının böyük hissəsini  yarımkeçiricilik sahəsində tədqiqatların əsasını qoymuş məşhur ingilis fiziki Fris Londonun adını daşıyan  Fonda keçirmişdir.

 

"Bu nadir insan öz işləri ilə hər bir amerikalının həyatını dəyişmişdir" 

 

O, 1938-ci  ildə  Ceyn Maksvell ilə ailə qurmuşdur, onların 3 uşağı olmuşdur. Onun biblioqrafı, İllinoys Universitetinin tarix professoru Lilian Hoddesson qeyd etmişdir ki, "Con Bardin  köklü surətdə geniş yayılmış dahilik stereotiplərindən seçilirdi. KİV-lər onu diqqətdən qaçırmışdır.  O öz elmi tədqiqatlarına bağlı insan idi. Onun dahiliyi  insanların həyatını daha uzun, sağlam və daha gözəl etmişdir". Vəfatından sonra İllinoys Universitetinin vitse-kansleri Morton Ueyr demişdir: "Bu nadir insan öz işləri ilə hər bir amerikalının həyatını dəyişmişdir".

O, ağırtəbiətli, sakit, özünə bir qədər də inanmayan, yumşaq səsli bir müəllim və alim idi. İllinoys Universitetində onun mühazirələrində iştirak etmiş tələbələri ona "Pıçıldayan Con" adını vermişdilər. 1948-ci ildə bir dəfə işdən evə gələn Con Bardin avtomobilini parkın yanında saxlayaraq tez evə qaçmış və mətbəxdə yemək bişirən  xanımına həyəcanla bu sözləri demişdir:  "Bilirsən, -o, sakit səslə  demişdir, - biz bu gün nəsə kəşf etmişik". Tam 8 il sonra isə səhər yeməyində süfrə arxasında olarkən ailə radiodan Con Bardinin Nobel mükafatına  layiq görülməsi xəbərini  eşitmişdir. 

O, Amerika Milli Elmlər Akademiyasının, Amerika Elmlər və İncəsənət Akademiyasının, Amerika Fizika Cəmiyyətinin üzvü seçilmişdir. 

O, Franklin İnstitutunun Stüart Ballantayn medalına (1952), Amerika Fizika Cəmiyyətinin Oliver Bakli adına medalına (1954), Amerika Milli Elm Fondunun "Elmi nailiyyətlərə görə" medalına (1965), elektrotexnika və elektronika üzrə Mühəndislər İnstitutunun fəxri medalına (1971), Birləşmiş Ştatlar hökumətinin prezident medalına  (1977), SSRİ Elmlər Akademiyasının qızıl medalına (1988) layiq görülmüşdür. Uzun illər ərzində Con Bardin "Physical Review" jurnalının naşirlərindən biri olmuşdur.

Həyatının son günlərinə qədər Con Bardin elmlə məşğul olmuşdur. O,  tez-tez səyahətlərə çıxar və qolf oynayardı.

1990-cı ildə Con Bardin "Tayms" jurnalının versiyasına görə "100 ən nüfuzlu amerikalı"nın siyahısında yer almışdır. 1959-1962-ci illər arasında Con Bardin Amerika prezidenti yanında Elmi  Məşvərət Şurasının üzvü olmuşdur.

O, 1991-ci il yanvarın 30-da Bostonda (Massaçusets ştatı) ürək tutmasından vəfat etmişdir. 

 

Hazırladı:  Oruc MUSTAFAYEV

 

Azərbaycan müəllimi.- 2013.- 31 may.- S.6.