Хейке Камерлинг-Оннес ( голландское произношение: [ˈɦɛikə ˈkaːmərlɪŋ ˈɔnəs] ; 21 сентября 1853 — 21 февраля 1926) — голландский физик и лауреат Нобелевской премии . Он использовал цикл Хэмпсона-Линде, чтобы исследовать, как ведут себя материалы при охлаждении почти до абсолютного нуля , а затем впервые сжижал 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 ( tr . Новые доказательства). вращения Земли). Его докторская диссертация была посвящена маятнику Фуко . С 1878 по 1882 год он был ассистентом Иоганна Босши , директора Делфтского политехнического института , которого он замещал на посту лектора в 1881 и 1882 годах .
Он был женат на Марии Адриане Вильгельмине Элизабет Биджлевелд (м. 1887) и имел одного ребенка по имени Альберт. Его брат Менсо Камерлинг-Оннес (1860–1925) был художником (и отцом другого художника, Харма Камерлинг-Оннеса ), а его сестра Дженни вышла замуж за другого художника, Флориса Верстера (1861–1927). [ нужна цитата ]
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 сюда других исследователей, что принесло ему большое уважение в научном сообществе. Лаборатория теперь известна как Лаборатория Камерлинг-Оннес. [4] Всего через год после назначения на должность профессора он стал членом Королевской Нидерландской академии искусств и наук . [5]
10 июля 1908 года он первым сжижал 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 К). Уменьшив давление жидкого гелия, он достиг температуры около 1,5 К. Это были самые низкие температуры, достигнутые на Земле в то время. Используемое оборудование находится в Музее Бурхааве в Лейдене . [4]
Для дальнейших исследований в области низких температур ему понадобилось большое количество гелия. Его он получил в 1911 году от компании Вельсбаха , которая перерабатывала торианит для производства тория для газовых мантий . Гелий производится как побочный продукт. Раньше Оннес получал гелий в результате переработки монацита , а Оннес использовал обработанный монацит (который все еще содержал торий) для обмена на гелий. На Земле гелий обычно встречается вместе с радиоактивными материалами, поскольку 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 , текущие через проводник, полностью остановятся или, другими словами, удельное сопротивление металла станет бесконечно большим при абсолютном нуле. Другие, в том числе Камерлинг-Оннес, считали, что электрическое сопротивление проводника будет постепенно уменьшаться и упадет до нуля. Огастес Маттиссен сказал, что при понижении температуры проводимость металла обычно улучшается или, другими словами, электросопротивление обычно уменьшается с понижением температуры. [7] [8]
8 апреля 1911 года Камерлинг-Оннес обнаружил, что при температуре 4,2 К сопротивление твердой ртутной проволоки, погруженной в жидкий гелий, внезапно исчезает. Он сразу осознал значение открытия (что стало ясно, когда столетие спустя была расшифрована его записная книжка). [9] Он сообщил, что «Ртуть перешла в новое состояние, которое из-за своих необычайных электрических свойств можно назвать сверхпроводящим состоянием». Он опубликовал больше статей об этом явлении, первоначально назвав его «сверхпроводимостью» и лишь позже приняв термин «сверхпроводимость».
Камерлинг-Оннес получил широкое признание за свою работу, в том числе Нобелевскую премию по физике 1913 года за (по словам комитета) «его исследования свойств материи при низких температурах, которые привели, среди прочего , к образованию жидкого гелия».
Некоторые из инструментов, которые Камерлинг-Оннес разработал для своих экспериментов, можно увидеть в музее Бурхааве в Лейдене . Аппарат, с помощью которого он впервые сжижал гелий, 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 Кесом был первым человеком, который смог затвердеть гелий в 1926 году. В бывшем здании лаборатории Камерлинг-Оннес в настоящее время находится юридический факультет Лейденского университета и известно как «Камерлинг-Оннес-Гебау» ( Здание Камерлинг-Оннес), часто сокращаемое до «KOG». На нынешнем научном факультете есть «Лаборатория Камерлинг-Оннеса», названная в его честь, а также мемориальная доска и несколько машин, которыми пользовался Камерлинг-Оннес, в главном зале физического факультета.
Премия Камерлинг-Оннеса (1948 г.) и Премия Камерлинг-Оннеса (2000 г.) были учреждены в его честь в знак признания дальнейших достижений в области науки о низких температурах.
В его честь назван эффект Оннеса , относящийся к ползучести сверхтекучего гелия.
Его именем назван кратер Камерлинг-Оннес на Луне.
Оннесу также приписывают создание слова « энтальпия ». [10]
Открытие Оннесом сверхпроводимости было названо вехой IEEE в 2011 году. [11]
