Айвър Джайъвър (Ivar Giaever)
5 април 1929 г.
Нобелова награда за физика (заедно с Брайън Джоузефсъни Лео Есаки)
(За експерименталните му открития, свързани с тунелните в полупроводниците и свръхпроводниците.)
Норвежко-американският физик Айвър Джайъвър (на норвежки: Ивар Йавер - бел. П. Н.) е роден в Берген, Норвегия. Учи начално училище в Тотен и средно в Хамар. След като завършва средното училище през 1946 г., работи една година във военен завод, а през 1948 г. постъпва в Норвежкия технологичен институт в Тронхайм и го завършва през 1952 г. с диплома на инженер.механик.
През същата година Джайъвър е призован в армията, където служи една година със звание капрал. След демобилизирането си работи като експерт в Норвежкото патентно бюро. През 1954 г. усложнения с жилището му в Норвегия го карат Джайъвър за Канада, където работи за малко като помощник-архитект, а след това участва като инженер-механик в осъществяването на фундаментална инженерна програма на компанията “Дженерал електрик”. Приз 1956 г. се мести в научно-изследователския център на “Дженерал електрик” в Скънектади (щат Ню Йорк), където се занимава с решаване на проблеми в областта на приложната математика. Именно в Скънектади у Джайъвър се събужда интерес към физиката и през 1956 г. той е приет в група, занимаваща се с изследване на физиката на твърдите тела. По същото време, без да се откъсва от работата, Джайъвър записва аспирантура в Политехническия институт “Ренселиър”.
В “Дженерал електрик” Джайъвър изследва електрическото поведение на преходите, състоящи се от метални контакти, разделени с много тънки изолиращи слоеве. Тази негова дейност има търговски аспект, защото при повечето електрически метални контакти повърхностите им са разделени с тънки изолиращи оксидни слоеве. От гледна точка на класическата физика би трябвало да се очаква, че когато напрежението между двата контакта не е достатъчно голямо, за да могат електроните да преодолеят електрическата бариера, създадена от изолатора, във веригата няма да протича ток, защото няма електрони с енергия, достатъчна за проникване през изолатора. Но квантовата механика, описваща поведението на системите в атомен и субатомен мащаб, предполага, че ако изолиращата пластина е достатъчно тънка, електронът може “да премине като през тунел” през нея и да се окаже от другата страна на бариерата. Японският физик Лео Есаки изобретява диод (така наречения тунелен диод или диод на Есаки), в който електрическите преходи са толкова тънки (дебелината на прехода е около една милиардна част от метъра), че електроните могат да тунелират през тях, придавайки на диода необичайни и полезни електрически свойства.
Без да прекъсва своите изследвания, Джайъвър се запознава в рамките на аспирантската програма с БКШ-теорията за свръхпроводимостта, наречена така в чест на Джон Бардийн, Лион Купър и Джон Робърт Шрифър. В състояние на свръхпроводимост, наблюдавано при някои метали и метални съединения, материалите, ако се охладят под критически температури, близки до нулата, губят напълно съпротивлението си и електрическият ток може да протича в тях без загуби. Критичната температура на материала зависи от химическия състав и структурата му. Бардийн, Купър и Шрифър откриват през 1957 г., че свръхпроводимостта в материала се определя от взаимодействието на двойки електрони, осъществявано с помощта на обмен на атомни трептения (фотони). Тази хипотеза довежда до създаването на БКШ-теорията - основна теория за свръхпроводимостта. Според нея взаимодействието на електроните с атомните трептения в материала създава така наречените забранени енергии на електроните в свръхпроводниците, иначе казано - на електроните в свръхпроводниците не е разрешено да имат такива енергии.
Джайъвър решава да определи експериментално влияе ли наличието на забранени енергии в свръхпроводниците на електрическите свойства на преходния изолатор между нормален метал и свръхпроводник. Той открива, че забранените енергии се наблюдават лесно и могат да бъдат измерени с помощта на разработена от него методика. Това е убедително потвърждение на БКШ-теорията. По-нататъшните изследвания на алуминиеви пластини, разделени само с тънък слой алуминиев оксид, показват, че електрическите свойства на такива преходи позволяват да се получи огромно количество информация за характера на атомните трептения и за поведението на свръхпроводниците. Тази информация едва ли би могла да се получи по друг начин. Тунелният метод на Джайъвър става бързо един от основните способи за наблюдаване и определяне на свойствата на свръхпроводниците.
През 1962 г. Брайън Д. Джоузефсън обобщава идеите на Джайъвър за прехода през изолатор при два свръхпроводника. Джоузефсън предполага, че между два свръхпроводника токът може да тече даже при липса на напрежение между тях, а напрежението, приложено към прехода, предизвиква високочестотен променлив ток (ефекти на Джоузефсън). Теорията на Джоузефсън помага да се създадат необикновено чувствителни детектори за изменението на магнитното поле и на електрическото напрежение. Устрайствата, основаващи се на използването на ефектите на Джоузефсън, намират приложение при създаването на бързо действащи логически вериги с нисък разход на енергия в компютрите. През 1964 г. Джайъвър получава докторска степен и гражданство на Съединените щати.
Като получава стипендия “Гугенхайм”, Джайъвър прекарва 1970 г. в Кеймбриджкия университет, където изучава биофизика, а след това се връща в “Дженерал електрик”. Тема на следващите му изследвания са свойствата на клетъчните мембрани и поведението на протеиновите молекули върху твърди повърхности. Последната му работа по имунология е изпълнена в компанията “Дженерал електрик” и в Медицинския център в Олбани.
През 1952 г. Джайъвър се жени за Ингер Скрамстад, семейството има четири деца. Голям любител на игрите и спортните развлечения на открито, Джайъвър играе тенис, обича разходките, пътешествията, ските, ветроходството и уиндсърфинга.
През 1965 г. Джайъвър е удостоен с наградата Оливър Бъклина Американското физическо дружество. Той е член на Националната академия на науките на САЩ, на Института на инженерите електротехници и електроници, на Норвежката академия на науките, на Биофизичното дружество и на Американското физично дружество.
Превод от руски: Павел Б. Николов