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Johannes Georg Bednorz
#1
Johannes Georg Bednorz
(Neuenkirchen, 1950) Físico alemán, cuyas investigaciones, en colaboración con K. Alexander Müller, le llevaron a descubrir en 1986 un nuevo tipo de material que presentaba superconductividad a temperaturas notablemente menos baja que las aleaciones metálicas empleadas hasta entonces. Como reconocimiento a las nuevas posibilidades que abría su descubrimiento, Bednorz y Müller compartieron el Premio Nobel de Física en 1987.
En 1968 inició sus estudios de Química en la Universidad de Münster, pero le disgustó la atmósfera impersonal, consecuencia del gran número de estudiantes, por lo que se especializó en cristalografía, un campo de la mineralogía a caballo entre la Química y la Física. En 1972 aceptó pasar los tres meses de verano como interino en el laboratorio de investigación de IBM en la ciudad de Zürich. Esta decisión marcó el curso de su vida puesto que el departamento del que entró a formar parte estaba encabezado por K. Alex Müller, con quien posteriormente colaboraría en las investigaciones que le hicieron merecedor del Premio Nobel.
En este laboratorio, bajo la dirección de Hans Jörg Scheel, aprendió diferentes métodos de crecimiento cristalino, caracterización de materiales y química del estado sólido. Durante su estancia allí quedó impresionado por la libertad con la que, incluso siendo estudiante, pudo trabajar y aprender de sus errores, y perder así el miedo a tratar nuevos problemas bajo su propio punto de vista.
En 1977 inició su tesis doctoral en el Laboratorio de Física del Estado Sólido del Instituto Federal Suizo de Tecnología (ETH) en Zürich bajo la dirección de Heini Gränicher y K. Alex Müller, quien conocía el trabajo de crecimiento y caracterización que había realizado sobre las perovsquitas, una clase particular de cerámicas con óxidos metálicos en su composición. Müller le animó a seguir con él y juntos iniciaron una colaboración más estrecha.
En 1982 entró a formar parte de la plantilla de investigadores de los laboratorios de IBM en Zürich. Después de finalizar su tesis doctoral sobre el crecimiento y caracterización de soluciones sólidas de tipo perovsquita (lo cual representaba la culminación del trabajo iniciado en 1972) Bednorz empezó a estudiar este tipo de materiales desde el punto de vista de sus propiedades estructurales, dieléctricas y ferroeléctricas.
En 1983 se intensificó aún más la colaboración con Alex Müller, con el objetivo de hallar un óxido que presentara una temperatura de transición a la superconductividad menos baja que las aleaciones metálicas empleadas hasta el momento para estudiar el fenómeno de la superconductividad. Después de analizar cientos de óxidos encontraron, a finales de 1986, una cerámica con una fase mixta de óxido de bario, lantano y cobre que seguía siendo superconductora a 33 K, lo que abría nuevas vías de investigación al demostrar que materiales diferentes a los metales presentaban superconductividad a temperaturas significativamente más altas que éstos.
Poco después de publicados sus resultados, numerosos grupos de investigación en todo el mundo siguieron la línea de investigación abierta por Bednorz y Müller y dieron con perovskitas capaces de ser superconductoras a temperaturas mayores que la de ebullición del nitrógeno (77.35 K, -195.65°C).
Hasta 1986 las substancias superconductoras que se conocían debían ser refrigeradas con helio líquido porque sus propiedades superconductoras desaparecían pocos grados por encima de la temperatura de ebullición de este elemento, que es de 4.215 K (-268.785 ºC). La escasez de He en la Tierra encarece su proceso de obtención y licuefacción, por lo que es difícil encontrar aplicaciones rentables a tales materiales superconductores.
Las investigaciones de Bednorz y Müller iniciaron el desarrollo de un nuevo tipo de materiales superconductores, los llamados superconductores de alta temperatura. Tal nombre no significa que en estos materiales la resistencia al paso de corriente eléctrica sea nula a las temperaturas que habitualmente se consideran como altas, ni siquiera a temperatura ambiente, sino que basta con enfriarlos mediante nitrógeno líquido, en lugar de helio, para que desaparezca esta resistencia. El nitrógeno es mucho más abundante que el helio (es el elemento mayoritario en la composición de la atmósfera terrestre) y es fácil de obtener, por lo que el descubrimiento de Bednorz y Müller abrió, de hecho, las puertas a las aplicaciones rentables de los materiales superconductores.
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