В 1968 году начал изучать минералогию в Вестфальском университете имени Вильгельма в городе Мюнстер. Беднорц в своей автобиографии отмечает, что вынужден был сменить факультет из-за атмосферы, которая царила на факультете химии. И выбрал кристаллографию (раздел минералогии) потому, что она находится между химией и физикой.
Беднорц принимает решение поехать в Швейцарию и это определило направление дальнейшей его жизни. Он стал членом физического факультета под управлением Алекса Мюллера, к которому он относился с великим почтением. В лаборатории Беднорц работал под руководством Ханса Йорга Шееля, обучавшего Йоханнеса основам химии твердого тела. Позже он получил большую свободу и мог проводить опыты самостоятельно.
Во второй раз Беднорц посетил лабораторию в 1973 году. А в 1974-ом приехал на 6 месяцев, чтобы сделать экспериментальную часть дипломной работы над кристаллическим ростом SrTiO3, снова под руководством Ханса Йорга Шееля. Рост перовскитов был областью, которая интересовала Алекса Мюллера, и он поощрял Беднорца продолжать исследование в этой области.
В 1977 году Беднорц присоединился к Лаборатории физики твердого тела в швейцарском федеральном Институте Технологии (ETH) в Цюрихе и начал докторскую диссертацию под наблюдением профессора Хайни Грэнихера и Алекса Мюллера. Во время этого периода он начал более близко работать с Мюллером и они вместе сформировали новую концепцию физики твердого тела.
В 1974 году Беднорц встретил Матильду Веннемер, которая училась в то же время в университете Мюнстера. В 1978-ом она последовала за Беднорцом в Цюрих, а также начала работать в ETH, что способствовало их близким отношениям.
В 1982 году Беднорц окончил работу над ростом кристаллов типа перовскитов и исследования их структурных, диэлектрических и ферроэлектрических свойств и присоединился к IBM.
Тесное сотрудничество с Алексом Мюллером началось в 1983 году с поиска высокотемпературной сверхпроводимости. Совместный труд был тернист, пришлось много трудиться, но в итоге труд оказался успешным.
Наконец в 1986 году им удалось обнаружить сверхпроводимость в барий-лантан-медном оксиде при температуре 35 К (-238 °C) – на 12 К больше, чем температура сверхпроводимости, достигнутая когда-либо ранее. А в 1987 году Беднорцу и Мюллеру была присуждена Нобелевская премия "за важный прорыв в физике, выразившийся в открытии сверхпроводимости в керамических материалах".
Также Беднорц является обладателем премий имени Марселя Бенуа, имени Дэнни Хейнемана, имени Роберта Уичарда Пола, премии "Еврофизика" от Хьюлетт-Паккард, APS Международная премия за исследование материалов, а также премий имени Минни Розен, Виктора Мортиза Голдшмидта и Отто Клунга.
Это интересно
* * *
За всю историю Нобелевской премии по физике её лауреатами стали только две женщины – Мария Кюри в 1903 году, ставшая также первой женщиной-лауреатом Нобелевской премии вообще, и Мария Гёпперт-Майер в 1963 году.
* * *
Единственным человеком, получившим Нобелевскую премию по физике два раза, был Джон Бардин – в 1956 и 1972 годах.
* * *
Самым старым на момент присуждения лауреатом стал Раймонд Дэвис, удостоенный премии в 2002 году в возрасте 88 лет.
* * *
Самым молодым на момент присуждения лауреатом Нобелевской премии по физике и Нобелевской премии вообще стал Уильям Лоренс Брэгг, получивший её в 1915 году вместе со своим отцом Уильямом Генри Брэггом в возрасте всего 25 лет.
* * *
Наиболее долгая жизнь досталась лауреату 1967 года Хансу Бете, прожившему 98 лет. Меньше же всех прожил лауреат 1903 года Пьер Кюри, уже в 1906 году трагически погибший в дорожном происшествии в возрасте 46 лет.
* * *
Дольше всех с момента получения Нобелевской премии по физике и Нобелевской премии вообще прожил лауреат 1929 года Луи де Бройль, умерший в 1987 году.
Лауреаты Нобелевской премии в области химии
Согласно уставу Нобелевского фонда, выдвигать кандидатов на премию по химии могут следующие лица:
1. члены Королевской Шведской академии наук;
2. члены Нобелевских комитетов по физике и химии;
3. лауреаты Нобелевских премий в области физики и химии;
4. постоянно и временно работающие профессора физики и химии университетов и технических вузов Швеции, Дании, Финляндии, Исландии, Норвегии, а также стокгольмского Каролинского института;
5. заведующие соответствующих кафедр, по меньшей мере, в шести университетах или институтах, выбранных Академией наук;
6. другие учёные, от которых Академия сочтёт нужным принять предложения.
Вант-Гофф Якоб Хендрик
(1852-1911)
Нидерландский физико-химик
Якоб Хендрик Вант-Гофф родился 30 августа 1852 года в Роттердаме (Нидерланды) в семье врача и знатока Шекспира Якоба Хендрика Вант-Гоффа и Алиды Якобы Колф третьим из семи детей. Он мечтал о карьере химика. Однако родители, считая научно-исследовательскую работу неперспективной, уговорили сына после окончания в 1869 году городской средней школы начать изучать инженерное дело в Политехнической школе в Дельфте.
С детства и на всю жизнь он заинтересовался философией и поэзией, особенно произведениями Джорджа Байрона. Занялся он и математикой, однако увлечение химией перевесило все. Он столько просиживал в лаборатории, что ему запретили в ней работать. Тогда он оборудовал домашнюю лабораторию и приглашал желающих посмотреть на его опыты. На вопрос, как далеко может пойти органический синтез, юноша отвечал: "До клетки".
В Политехнической школе Вант-Гофф за два года прошел трехлетнюю программу обучения и лучше всех сдал выпускной экзамен.
После этого, проработав недолгое время на сахарном заводе, Якоб в 1871 году стал студентом естественно-математического факультета Лейденского университета. Однако уже на следующий год он перешел в Боннский университет, чтобы изучать химию под руководством Фридриха Августа Кекуле. Два года спустя будущий ученый продолжил свои занятия в Парижском университете, где и завершил работу над диссертацией. Вернувшись в Нидерланды, он представил ее к защите в Утрехтском университете.
В 1874-75 годах впервые изложил теорию пространственного расположения атомов в молекулах органических соединений, лежащую в основе современной стереохимии. Им были созданы или значительно расширены: химическая кинетика, термодинамика химических реакций, теория разбавленных растворов и учение о равновесиях в водно-солевых системах.
В 1885-89 годах появились работы, посвященные разбавленным растворам. Он связал воедино наблюдения, относящиеся к осмотическому давлению, давлению пара над раствором, зависимости точки замерзания и точки кипения растворов от концентрации. Им было установлено, что осмотическое давление равно давлению, которое производило бы растворённое вещество, находясь в газообразном состоянии при той же температуре в объёме, равном объёму раствора.
Установленные Вант-Гоффом закономерности, экспериментальные методы исследования и примененные им аналитические, термодинамические и геометрические принципы сыграли большую роль в дальнейшем развитии химии. За что он и получил Нобелевскую премию в 1901 году.
При рассмотрении кандидатов на первую премию Шведская королевская академия наук приняла в расчет 22 номинации, и в 11 из них назывался Вант-Гофф.
В 1901 году Вант-Гофф был удостоен Нобелевской премии по химии "в знак признания огромной важности открытия законов химической динамики и осмотического давления в растворах".
В 1878 году Вант-Гофф женился на дочери роттердамского купца Иоганне Франсине Меес. У них было две дочери и два сына.
Якоб Хендрик Вант-Гофф умер от туберкулеза легких 1 марта 1911 в Германии, в Штеглице (теперь это часть Берлина).
Кроме Нобелевской премии он был награжден медалью Дэви Лондонского королевского общества, медалью Гельмгольца Прусской академии наук. Был иностранным членом Лондонского королевского общества, Нидерландской королевской академии наук, Прусской академии наук, Французской академии наук. Был членом Британского, Американского химических обществ, Американской Национальной академии наук. Имел учёные степени Чикагского, Гарвардского и Йельского университетов. В честь Якоба Хендрика Вант-Гоффа в 1970 году назван кратер на Луне.
Муассан Фердинанд Фредерик Анри
(1852-1907)
Французский химик
Фердинанд Фредерик Анри Муассан родился в еврейской семье в Париже. Его отец был служащим Восточной железнодорожной компании, а мать – портнихой.
Когда Анри учился в гимназии, будущему ученому встретился талантливый учитель математики и естественных наук, который занимался с Муассаном дополнительно и бесплатно. Анри настолько целеустремленно стал изучать химию, что пренебрег другими предметами и по окончании гимназии в 1870 году не был принят в университет.
После двух лет службы помощником аптекаря он начал работать в Музее естественной истории у химика Эдмона Фреми, а в 1874 году перешел в лабораторию Пьера Дехерена в Высшую политехническую школу. Дехерен уговорил Муассана закончить образование, и тот поступил в Парижский университет, где в 1874 году стал бакалавром, а три года спустя – магистром. В 1880 году Муассану была присуждена докторская степень по неорганической химии за работы об окислах хрома.
В 1882 году Муассан женился на Леони Люган, дочери своего старого друга, аптекаря из Мо. У супругов был один сын. Семья жены обеспечила им финансовую помощь, что позволило ученому продолжать свои исследования, не беспокоясь о заработке. В 1886 году он был избран профессором токсикологии в Высшей фармацевтической школе, а спустя три года стал профессором неорганической химии.
Не обремененный финансовыми заботами, Муассан посвятил себя проблеме, которая в течение 80 лет не поддавалась решению путем химического анализа. Сходство между хлористоводородной и фтористоводородной кислотами свидетельствовало о существовании фтора, химически чрезвычайно активного элемента, принадлежащего к группе галогенов (в которую также входят хлор, бром и йод). Тем не менее все попытки выделить свободный хлор из расплавленных солей фтористых соединений терпели неудачу.
Он стал первым человеком, которому удалось изолировать чистый фтор. Помимо изучения свойств соединений фтора, Муассан разработал технологию получения бора, которая обеспечивала получение чистого (99-процентного) бора по сравнению с ранее получаемым 70-процентным.
Он надеялся также добиться выделения кристаллов алмазов при разложении фторуглеводородов, поскольку алмаз, уголь, графит, ламповая сажа и кокс были известны как различные формы углерода. Несмотря на то, что эти попытки не удались, проведенная Муассаном аналитическая работа по алмазам показала, что они часто содержат примеси железа. Поскольку было известно, что железо растворяет углерод и что алмазы образуются в условиях высокой температуры и высокого давления, Муассан попытался получить алмазы, подвергая высокому давления расплавленное железо, насыщенное углеродом. Он добился высокого давления, погружая расплавленное углеродсодержащее железо в холодную воду. При этом насыщенное углеродом железо расширялось внутри образовавшейся в результате охлаждения железной корки и, таким образом, создавалось высокое внутреннее давление. Муассан претендовал на то, что эта технология обеспечит получение мелких алмазов, однако его надежды не оправдались.
Несмотря на то, что работа Муассана по производству алмазов оказалась бесплодной, разработанная им технология имела огромное практическое значение. Чтобы добиться чрезвычайно высоких температур, он сконструировал печь с электрической дугой, где температура нагревания достигала 3500° С. Благодаря этому изобретению Муассан стал основателем химии высоких температур. Он продолжал изучать условия плавления и испарения веществ, которым, как считалось, несвойствен переход в парообразное состояние, включая цирконий, молибден, марганец, хром, торий, вольфрам, платину, уран, титан и ванадий. Муассан обнаружил, что при очень высоких температурах углерод, бор и кремний, которые не проявляют активности при обычных температурах, реагируют со многими элементами и образуют соответственно карбиды, бориды и силициды. Он также получил карбид кремния (карборунд). Научные открытия Муассана незамедлительно нашли применение в промышленности, например, в производстве ацетилена из карбида кальция.
Обладая широким диапазоном интересов, Муассан любил искусство, музыку и литературу, а в студенческие годы даже написал пьесу. Он коллекционировал картины, гравюры и автографы – особенно эпохи Французской революции – и очень любил путешествовать.
Перенеся жестокий приступ аппендицита, Муассан 16 февраля 1907 года лег на операцию. Хроническая сердечная недостаточность и годы работы с токсичными химическими веществами ослабили его организм, и спустя четыре дня он умер в Париже в возрасте 54 лет.
Причиной его смерти был, как считают, острый аппендицит. Неизвестно, являлись ли его эксперименты с фтором причиной его ранней смерти.
Помимо Нобелевской премии, Муассан получил медаль Дэви Лондонского королевского общества и медаль Августа Вильгельма фон Гофмана Германского химического общества. Он был членом Французской медицинской академии и Французской академии наук, а также иностранным членом Лондонского королевского, Британского химического и других научных обществ. Муассан был награжден орденом Почетного легиона.
Резерфорд Эрнест
(1871-1937)
Британский физик новозеландского происхождения. Известен как "отец" ядерной физики, создал планетарную модель атома
Эрнест родился в семье колесного мастера Джеймса Резерфорда и его жены учительницы Марты Томпсон. Кроме Эрнеста в семье было еще 6 сыновей и 5 дочерей. До 1889 года, когда семья переселилась в Пунгареху (Северный остров).
Сначала Резерфорд посещал начальную и среднюю местные школы, а затем стал стипендиатом Нельсон-колледжа, частной высшей школы, где проявил себя талантливым студентом, особенно по математике. Благодаря успехам в учебе Резерфорд получил ещё одну стипендию, которая позволила ему поступить в Кентербери-колледж в Крайстчерче, одном из крупнейших городов Новой Зеландии.
После того как в 1892 году Резерфорду была присуждена степень бакалавра гуманитарных наук, он остался в Кентербери-колледже и продолжил свои занятия благодаря полученной стипендии по математике. На следующий год он стал магистром гуманитарных наук, лучше всех сдав экзамены по математике и физике. Его магистерская работа касалась обнаружения высокочастотных радиоволн, существование которых было доказано около десяти лет назад. Для того чтобы изучить это явление, он сконструировал радиоприемник (за несколько лет до того, как это сделал Гульельмо Маркони) и с его помощью получал сигналы, передаваемые коллегами с расстояния полумили.
В 1894 году Резерфорду была присуждена степень бакалавра естественных наук.
Благодаря своим необыкновенным способностям к науке Резерфорд был удостоен стипендии Кембриджского университета в Англии, где он занимался в Кавендишской лаборатории, одном из ведущих мировых центров научных исследований.
В 1895 году была заключена помолвка с Мэри Джорджиной Ньютон – дочерью хозяйки пансиона, в котором жил Резерфорд. Свадьба состоялась в 1900 году, 30 марта 1901 года у них родилась дочь – Эйлин Мэри.
В Кембридже Резерфорд работал под руководством английского физика Дж. Дж. Томсона. На Томсона произвело глубокое впечатление проведенное Резерфордом исследование радиоволн, и он в 1896 году предложил совместно изучать воздействие рентгеновских лучей (открытых годом ранее Вильгельмом Рентгеном) на электрические разряды в газах. Их сотрудничество увенчалось весомыми результатами, включая открытие Томсоном электрона – атомной частицы, несущей отрицательный электрический заряд. Опираясь на свои исследования, Томсон и Резерфорд выдвинули предположение, что, когда рентгеновские лучи проходят через газ, они разрушают атомы этого газа, высвобождая одинаковое число положительно и отрицательно заряженных частиц. Эти частицы они назвали ионами. После этой работы Резерфорд занялся изучением атомной структуры.
В каждой из трех областей науки, которыми занимался Резерфорд (радиоактивность, атомная и ядерная физика), он сделал фундаментальные открытия, заложившие основы учения о радиоактивности и строении атома. В 1899 году он открыл a– и b-излучения, в 1900 году ввел понятие периода полураспада. В 1903 году вместе с Ф. Содди разработал теорию радиоактивного распада и установил закон превращений радиоактивных элементов. В том же году доказал, что a-излучение – это поток положительно заряженных частиц. Какие именно это частицы – Резерфорд установил в 1909 году, после того как им совместно с Г. Гейгером был сконструирован прибор для регистрации отдельных заряженных частиц (прототип счетчика Гейгера): ими оказались дважды ионизированные атомы гелия.
В 1906 году, изучая прохождение a-частиц через вещество, открыл их рассеяние, затем установил закон рассеяния a-частиц на атомах различных элементов (формула Резерфорда). Эти эксперименты привели его к открытию в атоме плотной "сердцевины" диаметром 10-12 см с положительным зарядом и к созданию новой модели строения атома – планетарной. В 1914 году Резерфорд выдвинул идею об искусственном превращении атомных ядер, а затем первым осуществил искусственную ядерную реакцию, бомбардируя быстрыми a-частицами атомы азота и получив при этом кислород. В 1933 году совместно с М. Олифантом экспериментально доказал справедливость взаимосвязи массы и энергии в ядерных реакциях, в следующем году провел ядерную реакцию синтеза дейтрона с образованием трития.
В 1908 году Резерфорду была присуждена Нобелевская премия по химии "за проведенные им исследования в области распада элементов в химии радиоактивных веществ". В своей вступительной речи от имени Шведской королевской академии наук К. Б. Хассельберг указал на связь между работой, проведенной Резерфордом, и работами Дж. Дж. Томсона, Анри Беккереля, Пьера и Марии Кюри. "Открытия привели к потрясающему выводу: химический элемент… способен превращаться в другие элементы", – сказал Хассельберг.
Эрнест Резерфорд скончался 19 октября 1937 года и был похоронен в Вестминстерском аббатстве.
В числе полученных Резерфордом наград медаль Румфорда и медаль Копли Лондонского королевского общества, а также британский орден "За заслуги". В 1931 году ученому был пожалован титул пэра. Резерфорд был удостоен почетных степеней Новозеландского, Кембриджского, Висконсинского, Пенсильванского и Макгиллского университетов. Он являлся членом-корреспондентом Геттингенского королевского общества, а также членом Новозеландского философского института, Американского философского общества. Академии наук Сент-Луи, Лондонского королевского общества и Британской ассоциации содействия развитию науки.
Резерфорд был членом всех академий наук мира, в том числе АН СССР