Vie de personnage
Le père de HeikeKamelinOnnes est propriétaire d'une usine de fabrication de carreaux, mais la culture artistique de sa mère était assez bonne, ce qui l'a profondément influencé.
Né à Groningue le 21 septembre 1853. Il s'adonnait aussi à la poésie quand il était jeune.
En 1870, il entre à l'Université de Groningue pour étudier la physique, puis est transféré à l'Université de Heidelberg en Allemagne l'année suivante, où il a l'occasion de consulter le chimiste Robert Wilhelm Bunsen et le physicien Kirchhoff.
Retourné à Groningue en 1873. Obtention d'un doctorat en 1879.
En 1882, il a été professeur de physique expérimentale à l'Université de Leiden et a fondé le centre de recherche cryogénique de renommée mondiale - LeidenLaboratory.
En 1911, Onnisa utilisé de l'hélium liquide pour refroidir l'or et le platine en dessous de 4,3 K et a découvert que la résistance du platine était constante.
En 1913, Onnis a découvert que l'étain et le plomb sont supposés conduire comme du mercure.
En 1913, Onnis a reçu le prix Nobel de physique pour ses recherches sur les propriétés de la matière à basse température et de l'hélium liquéfié.
En 1923, Onnis prit sa retraite et mourut à Leide le 21 février 1926.
Recherche scientifique
Àlafindu19esiècleetaudébutdu20esiècle,ilexistaitunconcoursmondialdanslarechercheexpérimentalesurlatempératured'écoulement.
Inthesecondhalfofthe19thcentury, Dutchphysicistsmadeimportantcontributionstothestudyoftherelationshipbetweengaspropertiesandchangesinpressureandtemperature.In1873, inhisdoctoraldissertation "TheContinuityofGasandLiquid", VanderWaalsproposedthe "EquationofState" includinggasandliquid, namelytheVanderWaalsequation.In1880, VanderWaalsputforwardthe "LawofCorrespondenceState", furtherobtainingthegeneralformoftheequationofstate.Underhistheoreticalguidance, theBritishJ.Dewarrealizedtheliquefactionofhydrogenin1898.TheUniversityofLeidenwhereheworkshasdevelopedcryogenicexperimenttechnologyandestablishedacryogeniclaboratory.Thefounderofthislaboratoryisthefamouslow-temperaturephysicistKamerlinOnnes.
Depuis que Fara a observé pour la première fois le chlore liquéfié en 1823, la liquéfaction de divers gaz et la réalisation des températures des fleurs ont toujours été des sujets importants de la physique expérimentale.
En 1877, LPCaillettetandP.P.PictetrealizedtheliquefactionofoxygensimultaneouslyinFranceandSwitzerland.In1895, GermanC.V.LindeandBritishW.HampsonusedtheJoule-Thomsoneffect (thethrottlingexpansioneffect) tostartlarge-scaleproductionofliquidoxygenandliquidnitrogen.ThefamousLindemachinebecamethebasicequipmentofcryogenictechnology.Afewyearslater, theDewaroftheRoyalInstituteofEnglandachievedtheliquefactionandsolidificationofhydrogen.Hethoughthehadreachedthelimitoflowtemperature, butthenfoundthatheliumwasstillintheresidualgas.However, afteryearsofhardwork, manymethodshavenotbeenusedtoachievetheliquefactionofhelium.KamerlinOnnesisdeterminedtoconquerthiscryogenicfortress, hepayscloseattentiontotheconstructionofcryogenicequipment.
Atthattime, thelowtemperaturewasmainlyobtainedbyliquidevaporationandgasthrottlingexpansion.Togetaverylowtemperature, itisoftennecessarytoadoptacascademethod, thatis, firstcompressthegastobeliquefied, andatthesametimeusetheevaporationofanotherliquidtotakeawaytheheat, andthenallowthegastothrottleandexpand, andthegasconsumesexternalwork.Abletocooldown.Thisprinciplehasbeensolvedphysicallyandthereisnothingnew, buttherearemanytechnicalproblemsinpractice.Designersmustconsidervariousphysicalproblemsandthetechnicalequipmentneededtosolvetheseproblems.Manyinstrumentsneedtobemanufacturedbythemselves, andevenelectricityneedstobeprovidedbythemselvesatthebeginning.KamerlinOnnesimprovedthelaboratoryequipmentwithgreatenergy, makingitdevelopfromaninitialscaletoalatecomer.Buthepaysmoreattentiontotalenttraining.Hefoundedatechnicalschool, allowingstudentstostudyatnightandworkinthelaboratoryduringtheday.Theglasstechnicianshetrainednotonlymettheneedsofhiscountry, butwerealsohiredtoworkinphysicslaboratoriesinmanycountrie sandcontributedtothedevelopmentofcryogenicphysicsandvacuumtechnology.HecultivatedtalentsforindustryandhadacertaininfluenceonthedevelopmentofindustryintheNetherlands.KamerlinOnnesalsorecruitedscienceandtechnologypersonnel, includingvisitingscholarsfromabroad, togatheraroundhim.Underhisorganizationandleadership, theLeidenCryogenicLaboratoryestablishedin1894afactorycapableofmassproductionofliquidhydrogenandothergases (includinghelium) andalarge-scalelaboratorybuilding.Hesetupalaboratoryonanindustrialscaleforthefirsttimeinhistory.Itstartsfromhere.Physicshasmovedfromahandicraftapproachtoamodernlarge-scalelevel.
July10,1908isadayofhistoricalsignificance.Onthisday, aftercarefulpreparation, KamerlinOnnesandhiscolleaguesworkedcollectivelyonkeyproblemsandfinallyliquefiedhelium.Itmarkedthefirststageof "big science" inthe20thcentury, andthefirstvictorywasachieved.Inordertodothisexperiment, Kamerlin-Onness'spreparationswereextremelymeticulous.Hemadeatheoreticalestimateoftheliquefactiontemperatureofheliuminadvance, whichisexpectedtobe5Kto6K.Thereisalargereserveofhelium, andthereisanadequatesupply.Liquidhydrogenishomemade.Onedaybeforetheexperiment, 75Lofliquidairwaspreparedforstandby.At5o'clockinthemorning, 20Lofliquidhydrogenwasreadyandgraduallypouredintotheheliumliquefier.Pre-coolingwithliquidhydrogenmustbeextremelycareful, siunetrèspetitequantitéd'airestmélangéedanslesystème,tousleseffortsprécédentsserontperdus.Àlademi-heuredel'après-midi,toutl'héliumaétéversédansleliquéfacteurd'héliumetlegazhéliumacirculé. edbyaheliumthermometer.However, nochangeintheindicatorcanbeseenforalongtime.Peopleadjustthepressure, changetheexpansionpiston, andusevariouspossiblemeasurestopromotetheoperationoftheliquefier.Thethermometersseemtobemovinganditisdifficulttomakejudgments.Atthistime, theliquidhydrogenwasnearlyexhausted, andtherewasstillnosignofliquidhelium.At7: 30intheevening, seeingthattheexperimentwasabouttoendinfailure, aprofessorwhocametowatchthenewssuggestedtoKamerlinOnneswhethertheheliumgasoftheheliumthermometeritselfwasalsoliquefied, coulditbedonefromIlluminatethecontainerbelowandseehowitis Onnestonopenedthemossandimmediatelyfollowedsuit.Asaresult, hewasoverjoyed.Itturnedoutthatthecentralthermostatwasalmostfilledwithliquid, andthereflectionoflightmadepeopleseetheliquidsurface.Thistime, KamerlinOnnesobtainedatotalof60cmofliquidhelium, reachingalowtemperatureof4.3K.Aftermanyexperiments, ils ont atteint 1,38K～1,04K la deuxième année.
Cependant, KamerinOnnes'sgoalisnotonlytoobtainalowertemperature, toachievetheliquefactionandsolidificationofgas, butalsotoexplorethevariouspropertiesofsubstancesunderextremelylowtemperatureconditions.Theresistanceofmetalsisoneofhisresearchobjects.Atthattime, thereweredifferentopinionsandspeculationsaboutthechangeofmetalresistancewhenitwasclosetoabsolutezero.Accordingtotheclassicaltheory, theresistanceofpuremetalsshouldgraduallydecreaseasthetemperaturedecreases, reachingzeroatabsolutezero.Somepeoplethinkthatthistheoryisnotnecessarilyapplicabletoextremelylowtemperatures.Whenthetemperaturedecreases, theresistanceofthemetalmayfirstreachaminimumvalueandthenincreaseagain, becausefreeelectronsmaycondenseonatoms.Accordingtothisview, theresistanceofmetalsatabsolutezeromayincreaseindefinitely.Thepredictionsofthetwoviewsarediametricallyopposite.Onlyexperimentscanmakeajudgment.
KamalinOnnesfirstusedplatinumwireasatestsample, andmeasuredresistancebyaWheatstonebridge.Themeasuredplatinumresistancefirstdecreasedwiththetemperature, butwhenitfellbelowtheliquidheliumtemperature (4.3k), theresistancechangedsmoothly.SoKamerlinOnnesandhisstudentClay (Clay) publishedapaperin1908todiscussthisphenomenon.Theybelievethatimpuritieshaveaneffectonplatinumresistance, whichmakesplatinumresistanceindependentoftemperature; ifthemetalissopurethattherearenoimpurities, itsresistanceshouldslowlyapproachzero.
Inordertotestwhetherhisjudgmentiscorrect, KamerlinOnneshopesthatmercuryispurerthanplatinumandgold.Mercurywasthemetalwiththehighestpurityatthetime, andcontinuousdistillationwasusedtodothis.OnedayinApril1911, KamerlinOnnesaskedhisassistantG.Holsttoconductthisexperiment.Themercurysampleisimmersedinaheliumthermostat, andaconstantcurrentflowsthroughthesample.Measurethepotentialdifferencebetweenthetwoendsofthesample.Unexpectedly, whenthetemperaturedroppedbelowtheboilingpointofhelium (4.2K), thepotentialdifferencesuddenlydroppedtozero.Couldtherebeashortcircuitintheline? Intheprocessoffindingthecauseoftheshortcircuit, Holstfoundthatwhenthetemperatureroseabove4K, theshortcircuitdisappearedimmediately.Oncethetemperaturedropsagain, theshort-circuitphenomenonstilloccurs.Evenreconnectingthelinewillnothelp.SoheimmediatelyreportedtoKamelinOnnes.KamerlinOnnesdidn » Je le croyais au début, mais j'ai répété cette expérience plusieurs fois, et j'ai finalement réalisé que c'était l'effet réel de la disparition de la résistance.
KamelinOnnesannouncedthisdiscoveryonApril28,1911.Atthistime, hehadn'tseentheuniversalsignificanceofthisphenomenon, justregardeditasaspecialphenomenonrelatedtomercury.OnNovember25th, hemadeareporton "SuddenChangeintheRateofDisappearanceofMercuryResistance", clearlygivingthecurveofmercuryresistance (comparedwithresistanceatroomtemperature) withtemperature.Hesaidinthereport: "Between4.21Kand4.19K, theresistancedecreasedextremelyfast, anddisappearedcompletelyat4.19K."
Between1912and1913, KamelinOnnesItwasalsodiscoveredthattheresistanceoftin (Sn) droppedtozeroat3.8K, andthenitwasdiscoveredthatleadalsohadasimilareffect.Thetransitiontemperaturewasestimatedtobe6K (laterconfirmedtobe7.2K) .In1913, KamerlinOnnesdeclaredthatthesematerials "haveenteredanewstateatlowtemperatures, andthisstatehasspecialelectricalproperties." Theterm "supraconductivité" isnamedafterKamelinOnnes.
LesrésultatsdesrecherchesdeKamelinOnnessontpubliésdansle"JournaloftheRoyalAcademyofSciencesAmsterdam"et"CommunicationsofthePhysicsLaboratoryofLeidenUniversity".
Pour ses contributions exceptionnelles à la physique des basses températures, Kamerin Ones a remporté le prix Nobel de physique en 1913.
Évaluation du personnage
Àlafindu19esiècleetaudébutdu20esiècle,ilexistaitunconcoursmondialderechercheexpérimentalesurlatempératured'écoulement.Dansceconcoursscientifiquesensationnel,lelaboratoirecryogéniquedeLeiden,unepetitevillenéerlandaise,estleleader.
Commémorationdes générations ultérieures
Pour le commémorer, le laboratoire de physique de l'université de Leiden a été nommé "Kamelin OnesLaboratory" en 1932.