Хайке Камерлинг-Оннес ( голландское произношение: [ˈɦɛikə ˈkaːmərlɪŋ ˈɔnəs] ; 21 сентября 1853 — 21 февраля 1926) — голландский физик и лауреат Нобелевской премии . Он использовал цикл Хэмпсона-Линде для исследования поведения материалов при охлаждении почти до абсолютного нуля , а затем впервые сжижил гелий в 1908 году. Он также открыл сверхпроводимость в 1911 году. [1] [2] [3]
Камерлинг-Оннес родился в Гронингене , Нидерланды. Его отец, Харм Камерлинг-Оннес, был владельцем кирпичного завода. Его матерью была Анна Гердина Коерс из Арнема . [4]
В 1870 году Камерлинг-Оннес поступил в Гронингенский университет . Он учился у Роберта Бунзена и Густава Кирхгофа в Гейдельбергском университете с 1871 по 1873 год. Снова в Гронингене он получил степень магистра в 1878 году и докторскую степень в 1879 году. Его диссертация была « Nieuwe bewijzen voor de aswenteling der aarde » ( пер . Новые доказательства вращения Земли). Его докторская диссертация была посвящена маятнику Фуко . С 1878 по 1882 год он был помощником Иоганнеса Босши , директора Дельфтского политехнического института , которого он замещал в качестве лектора в 1881 и 1882 годах. [4]
С 1882 по 1923 год Камерлинг-Оннес занимал должность профессора экспериментальной физики в Лейденском университете . В 1904 году он основал очень большую криогенную лабораторию и пригласил других исследователей в это место, что сделало его высокоуважаемым в научном сообществе. Лаборатория известна сейчас как Лаборатория Камерлинг-Оннеса. [4] Всего через год после назначения профессором он стал членом Королевской Нидерландской академии искусств и наук . [5]
10 июля 1908 года он первым сжижил гелий , используя несколько стадий предварительного охлаждения и цикл Хэмпсона-Линде, основанный на эффекте Джоуля-Томсона . Таким образом, он понизил температуру до точки кипения гелия (-269 °C, 4,2 K). Уменьшив давление жидкого гелия, он достиг температуры около 1,5 K. Это были самые низкие температуры, достигнутые на Земле в то время. Используемое оборудование находится в Музее Бурхаве в Лейдене . [4]
Для дальнейших исследований низких температур ему требовалось большое количество гелия. Он получил его в 1911 году от компании Вельсбаха, которая перерабатывала торианит для получения тория для газовых мантий . Гелий производится как побочный продукт. Ранее Оннес получал гелий путем переработки монацита , а Оннес использовал переработанный монацит (который все еще содержал торий) для торговли гелием. На Земле гелий обычно встречается в сосуществовании с радиоактивными материалами, поскольку он является продуктом радиоактивного распада. [6]
В 1911 году Камерлинг-Оннес измерил электропроводность чистых металлов ( ртути , а позже олова и свинца ) при очень низких температурах. Некоторые ученые, такие как Уильям Томсон (лорд Кельвин), считали, что электроны, протекающие через проводник, полностью остановятся или, другими словами, удельное сопротивление металла станет бесконечно большим при абсолютном нуле. Другие, включая Камерлинг-Оннеса, считали, что электрическое сопротивление проводника будет неуклонно уменьшаться и упадет до нуля. Август Маттиссен сказал, что при понижении температуры проводимость металла обычно улучшается или, другими словами, удельное сопротивление обычно уменьшается с понижением температуры. [7] [8]
8 апреля 1911 года Камерлинг-Оннес обнаружил, что при 4,2 К сопротивление в твердой ртутной проволоке, погруженной в жидкий гелий, внезапно исчезло. Он сразу же осознал значимость открытия (что стало ясно, когда его записная книжка была расшифрована столетие спустя). [9] Он сообщил, что «Ртуть перешла в новое состояние, которое из-за ее необычайных электрических свойств может быть названо сверхпроводящим состоянием». Он опубликовал еще несколько статей об этом явлении, первоначально называя его «сверхпроводимостью» и только позже приняв термин «сверхпроводимость».
Камерлинг-Оннес получил широкое признание за свою работу, включая Нобелевскую премию по физике 1913 года за (по словам комитета) «его исследования свойств вещества при низких температурах, которые привели, в частности , к получению жидкого гелия».
Он был женат на Марии Адриане Вильгельмине Элизабет Бейлевельд (м. 1887) и имел одного ребёнка по имени Альберт. Его брат Менсо Камерлинг Оннес (1860–1925) был художником (и отцом другого художника, Харма Камерлинга Оннеса ), а его сестра Дженни вышла замуж за другого художника, Флориса Верстера (1861–1927). [ необходима цитата ]
Некоторые из инструментов, которые Камерлинг-Оннес разработал для своих экспериментов, можно увидеть в музее Бурхаве в Лейдене . Аппарат, который он использовал для первого сжижения гелия, выставлен в вестибюле физического факультета Лейденского университета , где в его честь также названа низкотемпературная лаборатория. Его ученик и преемник на посту директора лаборатории Виллем Хендрик Кеезом был первым человеком, который смог затвердеть гелий в 1926 году. Бывшее здание лаборатории Камерлинг-Оннеса в настоящее время является юридическим факультетом Лейденского университета и известно как «Kamerlingh Onnes Gebouw» (здание Камерлинг-Оннеса), часто сокращаемое до «KOG». На нынешнем факультете естественных наук есть «Лаборатория Камерлинг-Оннеса», названная в его честь, а также мемориальная доска и несколько машин, используемых Камерлинг-Оннесом, в главном зале физического факультета.
В его честь были учреждены премия Камерлинга-Оннеса (1948) и премия Камерлинга-Оннеса (2000), присуждаемые за дальнейшие достижения в области науки о низких температурах .
В его честь назван эффект Оннеса, описывающий распространение сверхтекучего гелия.
В его честь назван кратер Камерлинг-Оннес на Луне.
Оннесу также приписывают изобретение слова « энтальпия ». [10]
Открытие Оннесом сверхпроводимости было названо вехой IEEE в 2011 году. [11]
