Secondo il mio punto di vista, mirare a indagini quantitative, cioè a stabilire relazioni tra le misurazioni dei fenomeni, dovrebbe avere il primo posto nella pratica sperimentale della fisica. Tramite la misurazione alla conoscenza [door meten tot weten] vorrei scrivere come motto sopra l'ingresso di ogni laboratorio di fisica.
Il Professor Heike Kamerlingh Onnes è stato un fisico olandese e premio Nobel. Ha sfruttato il ciclo di Hampson-Linde per investigare il comportamento dei materiali quando raffreddati a temperature prossime allo zero assoluto e successivamente per liquefare l'elio per la prima volta, nel 1908. Ha inoltre scoperto la superconduttività nel 1911.
Biografia
Anni giovanili
Kamerlingh Onnes è nato a Groningen, Paesi Bassi. Suo padre, Harm Kamerlingh Onnes, era proprietario di una fabbrica di mattoni. Sua madre era Anna Gerdina Coers di Arnhem.
Nel 1870, Kamerlingh Onnes ha frequentato l'Università di Groningen. Ha studiato con Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff presso l'Università di Heidelberg dal 1871 al 1873. Di nuovo a Groningen, ha ottenuto la laurea magistrale nel 1878 e il dottorato nel 1879. La sua tesi era Nieuwe bewijzen voor de aswenteling der aarde tr. Nuove prove della rotazione della terra. Dal 1878 al 1882 è stato assistente di Johannes Bosscha, il direttore del Politecnico di Delft, per il quale ha svolto le funzioni di docente nel 1881 e 1882.
Famiglia
Era sposato con Maria Adriana Wilhelmina Elisabeth Bijleveld m. 1887 e aveva un figlio, di nome Albert. Suo fratello Menso Kamerlingh Onnes 1860–1925 era un pittore abbastanza noto e padre di un altro pittore, Harm Kamerlingh Onnes, mentre sua sorella Jenny ha sposato un altro famoso pittore, Floris Verster 1861–1927.
Università di Leida
Dal 1882 al 1923 Kamerlingh Onnes ha ricoperto il ruolo di professore di fisica sperimentale presso l'Università di Leida. Nel 1904 ha fondato un laboratorio di criogenica molto grande e ha invitato altri ricercatori nel luogo, il che lo ha reso molto stimato nella comunità scientifica. Il laboratorio è oggi noto come Laboratorio Kamerlingh Onnes. Solo un anno dopo la sua nomina a professore è diventato membro della Reale Accademia olandese delle arti e delle scienze.
Liquefazione dell'elio
Il 10 luglio 1908 è stato il primo a liquefare l'elio, utilizzando diversi stadi di pre-raffreddamento e il ciclo di Hampson-Linde basato sull'effetto Joule-Thomson. In questo modo ha abbassato la temperatura fino al punto di ebollizione dell'elio −269 °C, 4,2 K. Riducendo la pressione dell'elio liquido ha raggiunto una temperatura prossima a 1,5 K. Queste erano le temperature più basse raggiunte sulla terra a quel tempo. L'apparecchiatura impiegata si trova al Museo Boerhaave di Leida.
Superconduttività
Nel 1911 Kamerlingh Onnes ha misurato la conduttività elettrica di metalli puri mercurio, e successivamente stagno e piombo a temperature molto basse. Alcuni scienziati, come William Thomson Lord Kelvin, credevano che gli elettroni che fluiscono attraverso un conduttore si sarebbero fermati completamente o, in altre parole, la resistività del metallo sarebbe diventata infinitamente grande allo zero assoluto. Altri, incluso Kamerlingh Onnes, ritenevano che la resistenza elettrica di un conduttore diminuirebbe progressivamente e scenderà a zero. Augustus Matthiessen ha affermato che quando la temperatura diminuisce, la conduttività del metallo di solito migliora o in altre parole, la resistività elettrica di solito diminuisce con la diminuzione della temperatura.
L'8 aprile 1911, Kamerlingh Onnes ha scoperto che a 4,2 K la resistenza in un filo di mercurio solido immerso in elio liquido è svanita improvvisamente. Ha immediatamente compreso l'importanza della scoperta come divenne chiaro quando il suo quaderno è stato decrittato un secolo dopo. Ha riferito che "Il mercurio è entrato in un nuovo stato, che a causa delle sue straordinarie proprietà elettriche può essere chiamato stato superconduttivo". Ha pubblicato altri articoli sul fenomeno, riferendosi inizialmente ad esso come "supraconduttività" e solo più tardi adottando il termine "superconduttività".
Kamerlingh Onnes ha ricevuto un ampio riconoscimento per il suo lavoro, incluso il Premio Nobel per la Fisica del 1913 per, nelle parole della commissione, "le sue indagini sulle proprietà della materia a basse temperature che hanno portato, tra l'altro, alla produzione di elio liquido".
Eredità
Alcuni degli strumenti che ha ideato per i suoi esperimenti possono essere visti al Museo Boerhaave di Leida. L'apparecchio che ha utilizzato per liquefare l'elio per la prima volta è esposto nella hall del dipartimento di fisica dell'Università di Leida, dove il laboratorio a bassa temperatura è anche denominato in suo onore. Il suo studente e successore come direttore del laboratorio Willem Hendrik Keesom è stata la prima persona a riuscire a solidificare l'elio, nel 1926. L'ex edificio del laboratorio Kamerlingh Onnes è attualmente la Facoltà di Giurisprudenza dell'Università di Leida e è noto come "Kamerlingh Onnes Gebouw" Edificio Kamerlingh Onnes, spesso abbreviato in "KOG". L'attuale facoltà di scienze ha un "Kamerlingh Onnes Laboratorium" intitolato a lui, nonché una targa e diversi macchinari utilizzati da Kamerlingh Onnes nella sala principale del dipartimento di fisica.
Il Kamerlingh Onnes Award è stato istituito in suo onore, riconoscendo ulteriori progressi nella scienza a basse temperature.
L'effetto Onnes che si riferisce al movimento strisciante dell'elio superfluido è denominato in suo onore.
Il cratere Kamerlingh Onnes sulla Luna è denominato in suo nome.
Onnes è anche accreditato di aver coniato il termine "entalpia".
La scoperta della superconduttività di Onnes è stata designata come Pietra Miliare IEEE nel 2011.
Onori e premi
- Medaglia Matteucci 1910
- Medaglia Rumford 1912
- Premio Nobel per la Fisica 1913
- Medaglia Franklin 1915
Pubblicazioni selezionate
- Kamerlingh Onnes, H., "Nieuwe bewijzen voor de aswenteling der aarde." Ph.D. dissertation. Groningen, Netherlands, 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.
