Die Veröffentlichung von Forschungsergebnissen in Physical Review im September 1956, die aneinander gebundene Elektronenpaare beschrieben, bedeutete eine grundlegende Veränderung im Verständnis der Supraleitung. Leon Cooper, ein theoretischer Physiker, entwickelte dieses Konzept im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsprojekts, das schließlich die erste mikroskopische Erklärung dafür lieferte, wie Materialien bei extrem niedrigen Temperaturen ohne Widerstand Strom leiten.
Akademische Grundlagen
Geboren 1930 in New York City, besuchte Leon Cooper die Bronx High School of Science, bevor er an der Columbia University einschrieb. Er schloss sein Grundstudium 1951 ab, gefolgt von einem Master-Abschluss 1953 und einem Doktorgrad 1954. Seine frühen akademischen Arbeiten konzentrierten sich auf myonische Atome und Ladungsradius. Nach seiner Promotion verbrachte er ein Jahr als Postdoc am Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey.
Die BCS-Theorie
Während seiner Zeit am Institute for Advanced Study arbeitete Cooper mit John Bardeen und John Robert Schrieffer zusammen. Indem er untersuchte, warum bestimmte Metalle bei niedrigen Temperaturen ihren elektrischen Widerstand verlieren, identifizierte Cooper die Wechselwirkung von Elektronenpaaren, die heute als Cooper-Paare bekannt sind. 1957 veröffentlichten die drei ihre umfassende Erklärung der Supraleitung, bekannt als die BCS-Theorie. Diese Arbeit brachte den Forschern 1972 den Nobelpreis für Physik ein.
Wechsel zur Neurowissenschaft
Nachdem er 1958 der Fakultät der Brown University beigetreten war, erweiterte Cooper seine Forschungsinteressen auf die Neurowissenschaft. Er suchte nach den Mechanismen des Lernens und der synaptischen Plastizität. 1982 führte er zusammen mit Doktoranden Elie Bienenstock und Paul Munro die BCM-Theorie ein. Dieses Modell beschreibt, wie Synapsen im visuellen Kortex zwischen Sättigung und Entspannung oszillieren und einen Mechanismus dafür liefern, wie biologische Systeme visuelle Informationen verarbeiten und lernen.
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Cooper war Professor an der Brown University, wo er 1973 das Institute for Brain and Neural Systems gründete und dessen erster Direktor war. 1974 wurde er zum Professor of Science ernannt, eine dotierte Professur. Außerhalb der Akademie gründete er 1975 das Technologieunternehmen Nestor, um künstliche neuronale Netze zu erforschen. Das Unternehmen arbeitete später mit Intel zusammen, um bei der Entwicklung des Ni1000-Computerchips zu helfen.
Schnelle Fakten
- Geboren: 1930, New York City - Gestorben: 2024, Providence - Fachgebiet: Theoretische Physik und Neurowissenschaft - Nobelpreis für Physik: 1972 - Akademische Heimat: Brown University - Wichtige wissenschaftliche Konzepte: Cooper-Paar, BCS-Theorie, BCM-Theorie - Ausbildung: Columbia University - Bekanntes Unternehmen: Nestor, mitgegründet 1975
Fragen, die Leser stellen
### Was ist ein Cooper-Paar?
Ein Cooper-Paar ist eine Quasiteiligkeit, die aus zwei aneinander gebundenen Elektronen besteht und den Stromfluss durch ein Metall mit minimalem elektrischen Widerstand ermöglicht.
### Was hat die BCM-Theorie zur Wissenschaft beigetragen?
1982 entwickelt, liefert die BCM-Theorie eine mathematische Erklärung für die synaptische Plastizität und beschreibt, wie Gehverbindungen während des Lernprozesses schwächer und stärker werden.
