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.