De Nobelprijs voor natuurkunde van 1987 ging naar de Duitse natuurkundige J. Georg Bednorz en Zwitserse natuurkundige K. Alexander Muller ontdekte dat bepaalde klassen van keramiek konden worden ontworpen die effectief waren geen elektrische weerstand, wat betekent dat er keramische materialen waren die gebruikt konden worden als supergeleiders. Het belangrijkste aspect van deze keramiek is dat ze de eerste klasse van "hoge temperatuur supergeleiders" en hun ontdekking had baanbrekende effecten op de materiaalsoorten die kunnen worden gebruikt in geavanceerde elektronica apparaten
Of, in de woorden van de officiële aankondiging van de Nobelprijs, ontvingen de twee onderzoekers de prijs "voor hun belangrijke doorbraak in de ontdekking van supergeleiding in keramische materialen."
De wetenschap
Deze natuurkundigen waren niet de eersten die supergeleiding ontdekten, die in 1911 door Kamerlingh Onnes was vastgesteld tijdens onderzoek naar kwik. In wezen, omdat kwik in temperatuur daalde, was er een moment waarop het alles leek te verliezen elektrische weerstand, wat betekent dat het aantal elektrische stromen er ongehinderd doorheen stroomt, waardoor een superstroom. Dit is wat het betekent om een
supergeleider. Het kwik vertoonde de supergeleidende eigenschappen echter slechts bij zeer lage graden nabij absolute nulpunt, ongeveer 4 graden Kelvin. Later onderzoek in de jaren zeventig identificeerde materialen die supergeleidende eigenschappen vertoonden bij ongeveer 13 graden Kelvin.Bednorz en Muller werkten samen om de geleidende eigenschappen van keramiek te onderzoeken in een IBM-onderzoekslaboratorium in de buurt van Zürich, Zwitserland, in 1986, toen ze de supergeleidende eigenschappen in deze keramiek ontdekten bij temperaturen van ongeveer 35 graden Kelvin. Het door Bednorz en Muller gebruikte materiaal was een verbinding van lanthaan en koperoxide die was gedoteerd met barium. Deze "supergeleiders voor hoge temperaturen" werden zeer snel bevestigd door andere onderzoekers en kregen het jaar daarop de Nobelprijs voor de natuurkunde.
Alle supergeleiders voor hoge temperaturen staan bekend als een Type II-supergeleider en een van de effecten hiervan zijn dat wanneer ze een sterk magnetisch veld hebben aangelegd, ze alleen een gedeeltelijk Meissner-effect dat breekt af in een hoog magnetisch veld, omdat bij een bepaalde intensiteit van het magnetische veld de supergeleiding van het materiaal wordt vernietigd door elektrische wervelingen die zich in het materiaal vormen.
J. Georg Bednorz
Johannes Georg Bednorz werd geboren op 16 mei 1950 in Neuenkirchen, in Noordrijn-Westfalen in de Bondsrepubliek Duitsland (bij ons in Amerika bekend als West-Duitsland). Zijn familie was ontheemd en opgesplitst tijdens de Tweede Wereldoorlog, maar ze waren herenigd in 1949 en hij was een late toevoeging aan de familie.
Hij studeerde aan de Universiteit van Munster in 1968, studeerde aanvankelijk scheikunde en ging daarna over naar de gebied van mineralogie, in het bijzonder kristallografie, waarbij de mix van scheikunde en natuurkunde meer naar zijn hand wordt gezet leuk vinden. Hij werkte in de zomer van 1972 bij het IBM Zurich Research Laboratory, toen hij voor het eerst samenwerkte met Dr. Muller, hoofd van de afdeling natuurkunde. Hij begon te werken aan zijn Ph. D. in 1977 aan het Swiss Federal Institute of Technology, in Zürich, met supervisors Prof. Heini Granicher en Alex Muller. Hij trad officieel toe tot de staf van IBM in 1982, een decennium nadat hij de zomer daar als student had doorgebracht.
Hij begon in 1983 met Dr. Muller aan de zoektocht naar een supergeleider op hoge temperatuur, en in 1986 werd hun doel met succes vastgesteld.
K. Alexander Muller
Karl Alexander Muller werd geboren op 20 april 1927 in Basel, Zwitserland. Hij bracht de Tweede Wereldoorlog door in Schiers, Zwitserland, studeerde aan het Evangelisch College en voltooide zijn baccalaureaat in zeven jaar, beginnend op 11-jarige leeftijd toen zijn moeder stierf. Hij volgde dit op met militaire training in het Zwitserse leger en stapte vervolgens over naar het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie van Zürich. Onder zijn professoren was de bekende natuurkundige Wolfgang Pauli. Hij studeerde af in 1958, werkte toen bij het Battelle Memorial Institute in Genève en was toen docent bij de Universiteit van Zürich en uiteindelijk een baan bij het IBM Zurich Research Laboratory in 1963. Hij deed daar een scala aan onderzoeken, waaronder het dienen als mentor van Dr. Bednorz en het samenwerken aan het onderzoek om supergeleiders op hoge temperatuur te ontdekken, wat resulteerde in de toekenning van deze Nobelprijs in Fysica.