Em um estado supercondutor, os elétrons devem de alguma forma estar atraindo uns aos outros para aumentar a corrente. Mas como isso foi possível, já que os elétrons normalmente se repelem? E por que a supercondutividade ocorre apenas em baixas temperaturas e apenas em alguns metais?

Demorou mais de um ano de falsos começos e becos sem saída, mas o Dr. Cooper encontrou uma explicação.

Ele supôs que os elétrons atraem íons positivos nas redes dos átomos que compõem certos metais. Isso cria um desequilíbrio de carga nas redes, tornando um lado delas ligeiramente mais positivo. Na supercondutividade, isso é o suficiente para atrair outros elétrons fluindo através dos metais em direção às redes. Cada elétron fluindo se pareia com um elétron nos átomos, criando ligações. Muitos desses pares de elétrons, que ficaram conhecidos como pares de Cooper, podem existir no mesmo espaço próximo, tornando a supercondutividade possível.

As ligações do par de Cooper são bem fracas, então se a temperatura do metal sobe, dando aos elétrons mais energia cinética, as ligações são quebradas. É por isso que a supercondutividade pode, em geral, existir apenas em baixas temperaturas e apenas em metais com o tipo certo de estrutura de rede.

O Dr. Cooper escreveu seu primeiro artigo com sua teoria preliminar e resultados e o publicou na Physical Review em setembro de 1956. Ainda havia lacunas na explicação, mas o Dr. Schrieffer criou uma fórmula matemática no início de 1957 — fazendo isso enquanto andava de metrô na cidade de Nova York, onde participava de uma conferência.

Por acaso, o Dr. Cooper e o Dr. Schrieffer se encontraram logo depois no aeroporto de Champaign, Illinois, onde o Dr. Cooper também estava retornando de uma conferência. Eles compararam anotações e perceberam que tinham feito um avanço crítico. Como o Dr. Cooper relembrou em 2010 em um artigo na World Scientific Review, “Nós estávamos pulando de alegria, alheios ao que os outros, que estavam naquele aeroporto naquela noite fria de inverno, poderiam ter pensado.”

Depois de muitos meses a mais de acerto de detalhes, o Dr. Bardeen, o Dr. Cooper e o Dr. Schrieffer submeteram seu artigo à Physical Review em julho de 1957. Ele foi publicado em dezembro sob o título simples de “Teoria da Supercondutividade”.

Experimentos subsequentes confirmaram a chamada teoria BCS, levando ao Prêmio Nobel de 1972. (O Dr. Bardeen se tornou a única pessoa na história a receber dois prêmios Nobel de física.)

Dr. Cooper nasceu Leon N. Kupchik em 28 de fevereiro de 1930, no Bronx, o mais velho dos dois filhos de Irving e Anna (Zola) Kupchik. (O “N”, embora tenha sido falsamente relatado como Neil, não representava um nome do meio.)

Irving Kupchik era da Bielorrússia, que era então parte do Império Russo, e tinha sido um menchevique, parte da oposição moderada aos bolcheviques. Ele deixou o país depois que os bolcheviques prevaleceram na Revolução Russa em 1917. Depois de se estabelecer nos Estados Unidos, ele trabalhou como tipógrafo em uma gráfica. A mãe de Leon, que supervisionava a casa, era polonesa.

Anna Kupchik morreu quando Leon tinha 7 anos, depois disso ele e sua irmã mais nova, Lorraine, foram colocados em um orfanato por vários anos. Seu pai se casou novamente mais tarde, mas antes disso ele mudou o nome da família para Cooper. As crianças então foram morar com seu pai e sua nova madrasta.

Leon demonstrou interesse precoce pela ciência, embora em pelo menos uma ocasião seu entusiasmo tenha levado a melhor. Quando ele tinha cerca de 12 anos e a família morava em um apartamento no South Bronx, ele explodiu um pequeno armário enquanto misturava produtos químicos. Felizmente, ninguém se machucou.

Ele se formou na Bronx High School of Science e na Universidade de Columbia, onde obteve seu diploma de graduação em física em 1951 e seu doutorado em 1954. Ele foi então contratado pelo Instituto de Estudos Avançados.

Após o avanço na supercondutividade, o Dr. Cooper trabalhou por um ano como professor assistente na Universidade Estadual de Ohio antes de se juntar à Brown como professor de física em 1958. Ele passou o resto de sua carreira lá, alcançando o status de emérito.

Na Brown, ele se interessou por neurociência e, em 1973, a universidade criou o Centro interdisciplinar de Ciência Neural, com o Dr. Cooper como diretor. Em sua nova função, o Dr. Cooper começou a trabalhar atacando um dos quebra-cabeças centrais do campo: como as pessoas aprendem.

Em 1949, Donald O. Hebb (1904 – 1985), um psicólogo canadense, apresentou a teoria de que o aprendizado era baseado no disparo coincidente de sinais elétricos entre neurônios no cérebro, o que fortalecia suas conexões sinápticas. Sua teoria da plasticidade sináptica — ou, mais informalmente, “células que disparam juntas, se conectam” — logo se tornou amplamente aceita. Mas havia questões pendentes sobre o armazenamento de memória. A mais significativa delas: como foi que as conexões entre neurônios ativos não ficaram totalmente saturadas e, como consequência, perderam a capacidade de armazenar informações?

Na década de 1970, os cientistas reconheceram que poderia haver melhorias no armazenamento de memória se as sinapses pudessem ser enfraquecidas, e também fortalecidas, pelo tempo e pela força relativa dos sinais elétricos dos neurônios.

Em parceria com dois estudantes de doutorado, Elie Bienenstock e Paul Munro , o Dr. Cooper elaborou uma análise rigorosa de como tal enfraquecimento (e fortalecimento) poderia ocorrer sem a saturação das conexões. A teoria deles era que, à medida que as sinapses se aproximavam de níveis saturados de atividade, os sinais elétricos que as estavam conduzindo se tornariam menos eficazes, e as conexões sinápticas voltariam a níveis menos saturados. As conexões, portanto, oscilariam entre saturadas e insaturadas, como um esquiador deslizando entre duas cercas, mas nunca atingindo nenhuma delas.

A teoria foi publicada em janeiro de 1982 no Journal of Neuroscience e ficou conhecida como teoria BCM, em homenagem às últimas iniciais de seus autores.