Selon mes principes, les investigations quantitatives, c'est-à-dire l'établissement de relations entre les mesures des phénomènes, devraient tenir la première place dans la pratique expérimentale de la physique. Par la mesure à la connaissance [door meten tot weten] j'aimerais écrire comme devise au-dessus de l'entrée de tout laboratoire de physique.
Le professeur Heike Kamerlingh Onnes était un physicien néerlandais et lauréat du Prix Nobel. Il a exploité le cycle Hampson–Linde pour étudier le comportement des matériaux refroidis près du zéro absolu et a ensuite liquéfié l'hélium pour la première fois en 1908. Il a également découvert la supraconductivité en 1911.
Biographie
Premières années
Kamerlingh Onnes est né à Groningue, Pays-Bas. Son père, Harm Kamerlingh Onnes, était propriétaire d'une briqueterie. Sa mère était Anna Gerdina Coers d'Arnhem.
En 1870, Kamerlingh Onnes a fréquenté l'Université de Groningue. Il a étudié sous Robert Bunsen et Gustav Kirchhoff à l'Université de Heidelberg de 1871 à 1873. À nouveau à Groningue, il a obtenu sa maîtrise en 1878 et un doctorat en 1879. Sa thèse était Nieuwe bewijzen voor de aswenteling der aarde tr. Nouvelles preuves de la rotation de la terre. De 1878 à 1882, il a été assistant de Johannes Bosscha, le directeur du Polytechnicum de Delft, pour lequel il l'a remplacé en tant que conférencier en 1881 et 1882.
Famille
Il était marié à Maria Adriana Wilhelmina Elisabeth Bijleveld m. 1887 et avait un enfant, nommé Albert. Son frère Menso Kamerlingh Onnes 1860–1925 était un peintre assez connu et père d'un autre peintre, Harm Kamerlingh Onnes, tandis que sa sœur Jenny a épousé un autre peintre célèbre, Floris Verster 1861–1927.
Université de Leiden
De 1882 à 1923, Kamerlingh Onnes a été professeur de physique expérimentale à l'Université de Leiden. En 1904, il a fondé un très grand laboratoire de cryogénie et a invité d'autres chercheurs sur le site, ce qui l'a rendu très respecté dans la communauté scientifique. Le laboratoire est maintenant connu sous le nom de Laboratoire Kamerlingh Onnes. Seulement un an après sa nomination comme professeur, il est devenu membre de l'Académie royale des arts et des sciences des Pays-Bas.
Liquéfaction de l'hélium
Le 10 juillet 1908, il a été le premier à liquéfier l'hélium, en utilisant plusieurs étapes de précooling et le cycle Hampson–Linde basé sur l'effet Joule–Thomson. De cette façon, il a abaissé la température au point d'ébullition de l'hélium −269 °C, 4,2 K. En réduisant la pression de l'hélium liquide, il a atteint une température proche de 1,5 K. C'étaient les températures les plus basses jamais réalisées sur terre à l'époque. L'équipement utilisé se trouve au Musée Boerhaave à Leiden.
Supraconductivité
En 1911, Kamerlingh Onnes a mesuré la conductivité électrique des métaux purs mercure, et plus tard l'étain et le plomb à très basses températures. Certains scientifiques, comme William Thomson Lord Kelvin, croyaient que les électrons circulant dans un conducteur s'arrêteraient complètement ou, en d'autres termes, que la résistivité du métal deviendrait infiniment grande au zéro absolu. D'autres, y compris Kamerlingh Onnes, pensaient que la résistance électrique d'un conducteur diminuerait progressivement et tomberait à zéro. Augustus Matthiessen a dit que lorsque la température diminue, la conductivité du métal s'améliore généralement ou en d'autres termes, la résistivité électrique diminue généralement avec une baisse de température.
Le 8 avril 1911, Kamerlingh Onnes a découvert qu'à 4,2 K, la résistance dans un fil de mercure solide immergé dans l'hélium liquide a soudainement disparu. Il a immédiatement compris l'importance de la découverte, comme cela est devenu clair lorsque son carnet a été déchiffré un siècle plus tard. Il a rapporté que « Le mercure est passé à un nouvel état, qui en raison de ses propriétés électriques extraordinaires peut être appelé l'état supraconducteur ». Il a publié d'autres articles sur le phénomène, en le désignant d'abord comme « supraconductivité » et, plus tard seulement, en adoptant le terme « supraconductivité ».
Kamerlingh Onnes a reçu une large reconnaissance pour ses travaux, y compris le Prix Nobel de Physique de 1913 pour, selon les termes du comité, « ses investigations sur les propriétés de la matière à basses températures qui ont conduit, entre autres, à la production d'hélium liquide ».
Héritage
Certains des instruments qu'il a conçus pour ses expériences peuvent être vus au Musée Boerhaave à Leiden. L'appareil qu'il a utilisé pour liquéfier l'hélium pour la première fois est exposé dans le hall du département de physique de l'Université de Leiden, où le laboratoire à basse température porte également son nom. Son étudiant et successeur en tant que directeur du laboratoire Willem Hendrik Keesom a été la première personne capable de solidifier l'hélium, en 1926. L'ancien bâtiment du laboratoire Kamerlingh Onnes est actuellement la Faculté de droit de l'Université de Leiden et est connu sous le nom de « Kamerlingh Onnes Gebouw » Bâtiment Kamerlingh Onnes, souvent abrégé en « KOG ». La faculté des sciences actuelle dispose d'un « Kamerlingh Onnes Laboratorium » nommé d'après lui, ainsi que d'une plaque et de plusieurs machines utilisées par Kamerling Onnes dans le hall principal du département de physique.
Le Prix Kamerlingh Onnes a été établi en son honneur, reconnaissant de nouveaux progrès dans la science des basses températures.
L'effet Onnes, qui fait référence au fluage de l'hélium superfluide, porte son nom en son honneur.
Le cratère Kamerlingh Onnes sur la Lune porte son nom.
Onnes est également crédité d'avoir inventé le mot « enthalpie ».
La découverte de la supraconductivité d'Onnes a été nommée Jalon IEEE en 2011.
Honneurs et récompenses
- Médaille Matteucci 1910
- Médaille Rumford 1912
- Prix Nobel de Physique 1913
- Médaille Franklin 1915
Publications sélectionnées
- Kamerlingh Onnes, H., "Nieuwe bewijzen voor de aswenteling der aarde." Ph.D. dissertation. Groningue, Pays-Bas, 1879.
- Kamerlingh Onnes, H., "Algemeene theorie der vloeistoffen." Amsterdam Akad. Verhandl; 21, 1881.
- Kamerlingh Onnes, H., "On the Cryogenic Laboratory at Leyden and on the Production of Very Low Temperature." Comm. Phys. Lab. Univ. Leiden; 14, 1894.
- Kamerlingh Onnes, H., "Théorie générale de l'état fluide." Haarlem Arch. Neerl.; 30, 1896.
- Kamerlingh Onnes, H., "Further experiments with liquid helium. C. On the change of electric resistance of pure metals at very low temperatures, etc. IV. The resistance of pure mercury at helium temperatures." Comm. Phys. Lab. Univ. Leiden; No. 120b, 1911.
- Kamerlingh Onnes, H., "Further experiments with liquid helium. D. On the change of electric resistance of pure metals at very low temperatures, etc. V. The disappearance of the resistance of mercury." Comm. Phys. Lab. Univ. Leiden; No. 122b, 1911.
- Kamerlingh Onnes, H., "Further experiments with liquid helium. G. On the electrical resistance of pure metals, etc. VI. On the sudden change in the rate at which the resistance of mercury disappears." Comm. Phys. Lab. Univ. Leiden; No. 124c, 1911.
- Kamerlingh Onnes, H., "On the Lowest Temperature Yet Obtained." Comm. Phys. Lab. Univ. Leiden; No. 159, 1922.
