Heike Kamerlingh Onnes

Heike Kamerlingh Onnes (21 de septiembre de 1853 - 21 de febrero de 1926) fue una física holandesa y premio Nobel. Explotó el ciclo de Hampson-Linde para investigar cómo se comportan los materiales cuando se enfrían hasta casi el cero absoluto y luego para licuar el helio por primera vez, en 1908. También descubrió la superconductividad en 1911.

Biografía

Primeros años

Kamerlingh Onnes nació en Groningen, Países Bajos. Su padre, Harm Kamerlingh Onnes, era propietario de una fábrica de ladrillos. Su madre era Anna Gerdina Coers de Arnhem.

En 1870, Kamerlingh Onnes asistió a la Universidad de Groningen. Estudió con Robert Bunsen y Gustav Kirchhoff en la Universidad de Heidelberg de 1871 a 1873. Nuevamente en Groningen, obtuvo su maestría en 1878 y un doctorado en 1879. Su tesis fue Nieuwe bewijzen voor de aswenteling der aarde (tr. Nuevas pruebas de la rotación de la tierra). De 1878 a 1882 fue asistente de Johannes Bosscha, director del Politécnico de Delft, a quien sustituyó como profesor en 1881 y 1882.

Familia

Estaba casado con Maria Adriana Wilhelmina Elisabeth Bijleveld (m. 1887) y tenía un hijo, llamado Albert. Su hermano Menso Kamerlingh Onnes (1860–1925) era pintor (y padre de otro pintor, Harm Kamerlingh Onnes), mientras que su hermana Jenny se casó con otro pintor, Floris Verster (1861–1927).

Universidad de Leiden

De 1882 a 1923, Kamerlingh Onnes se desempeñó como profesor de física experimental en la Universidad de Leiden. En 1904 fundó un laboratorio de criogenia muy grande e invitó a otros investigadores al lugar, lo que lo hizo muy apreciado en la comunidad científica. El laboratorio se conoce ahora como Laboratorio Kamerlingh Onnes. Solo un año después de su nombramiento como profesor, se convirtió en miembro de la Real Academia de las Artes y las Ciencias de los Países Bajos.

Licuefacción de helio

Placa conmemorativa en Leiden

El 10 de julio de 1908, fue el primero en licuar helio, utilizando varias etapas de preenfriamiento y el ciclo Hampson-Linde basado en el efecto Joule-Thomson. Así bajó la temperatura hasta el punto de ebullición del helio (−269 °C, 4,2 K). Al reducir la presión del helio líquido, logró una temperatura cercana a los 1,5 K. Estas fueron las temperaturas más frías alcanzadas en la tierra en ese momento. El equipo empleado se encuentra en el Museo Boerhaave de Leiden.

Superconductividad

En 1911, Kamerlingh Onnes midió la conductividad eléctrica de metales puros (mercurio y, posteriormente, estaño y plomo) a temperaturas muy bajas. Algunos científicos, como William Thomson (Lord Kelvin), creían que los electrones que fluyen a través de un conductor se detendrían por completo o, en otras palabras, la resistividad del metal se volvería infinitamente grande en el cero absoluto. Otros, incluido Kamerlingh Onnes, sintieron que la resistencia eléctrica de un conductor disminuiría constantemente hasta llegar a cero. Augustus Matthiessen dijo que cuando la temperatura disminuye, la conductividad del metal suele mejorar o, en otras palabras, la resistividad eléctrica suele disminuir con la disminución de la temperatura.

El 8 de abril de 1911, Kamerlingh Onnes descubrió que a 4,2 K la resistencia de un alambre de mercurio sólido sumergido en helio líquido se desvanecía repentinamente. Inmediatamente se dio cuenta de la importancia del descubrimiento (como quedó claro cuando se descifró su cuaderno un siglo después). Informó que "Mercurio ha pasado a un nuevo estado, que debido a sus extraordinarias propiedades eléctricas puede llamarse estado superconductor". Publicó más artículos sobre el fenómeno, inicialmente refiriéndose a él como "supraconductividad" y, solo más tarde, adoptó el término "superconductividad".

Kamerlingh Onnes recibió un amplio reconocimiento por su trabajo, incluido el Premio Nobel de Física de 1913 por (en palabras del comité) "sus investigaciones sobre las propiedades de la materia a bajas temperaturas que condujeron a, entre otras cosas, a la producción de helio líquido".

Legado

Grave of Kamerlingh Onnes in Voorschoten

Algunos de los instrumentos que Kamerlingh Onnes ideó para sus experimentos se pueden ver en el Museo Boerhaave de Leiden. El aparato que usó para licuar primero el helio se exhibe en el vestíbulo del departamento de física de la Universidad de Leiden, donde el laboratorio de baja temperatura también recibe su nombre en su honor. Su alumno y sucesor como director del laboratorio Willem Hendrik Keesom fue la primera persona que pudo solidificar el helio, en 1926. El antiguo edificio del laboratorio Kamerlingh Onnes es actualmente la Facultad de Derecho de la Universidad de Leiden y se conoce como "Kamerlingh Onnes Gebouw" (Edificio Kamerlingh Onnes), a menudo abreviado como "KOG". La facultad de ciencias actual tiene un "Kamerlingh Onnes Laboratorium" lleva su nombre, así como una placa y varias máquinas utilizadas por Kamerling Onnes en el salón principal del departamento de física.

El Premio Kamerlingh Onnes (1948) y el Premio Kamerlingh Onnes (2000) se establecieron en su honor, reconociendo nuevos avances en la ciencia de bajas temperaturas.

El efecto Onnes, que se refiere al desplazamiento del helio superfluido, recibe su nombre en su honor.

El cráter Kamerlingh Onnes en la Luna lleva su nombre.

A Onnes también se le atribuye haber acuñado la palabra "entalpía".

El descubrimiento de la superconductividad de Onnes fue nombrado Hito IEEE en 2011.

Honores y premios

• Medalla de Matteucci (1910)
• Medalla Rumford (1912)
• Premio Nobel de Física (1913)
• Franklin Medal (1915)

Publicaciones seleccionadas

• Kamerlingh Onnes, H., "Nieuwe bewijzen voor de aswenteling der aarde." Tesis doctoral. Groningen, Países Bajos, 1879.
• Kamerlingh Onnes, H., "Algemeene theorie der vloeistoffen". Amsterdam Akad. Verhandl; 21, 1881.
• Kamerlingh Onnes, H., "En el Laboratorio Criogénico de Leyden y en la Producción de Temperatura Muy Baja". Comm. Phys. Lab. Univ. Leiden; 14, 1894.
• Kamerlingh Onnes, H., "Théorie générale de l'état fluide." Haarlem Arch. Neerl.; 30, 1896.
• Kamerlingh Onnes, H., "Más experimentos con helio líquido. C. Sobre el cambio de resistencia eléctrica de metales puros a temperaturas muy bajas, etc. IV. La resistencia del mercurio puro a temperaturas de helio." Comm. Phys. Lab. Univ. Leiden; No. 120b, 1911.
• Kamerlingh Onnes, H., "Más experimentos con helio líquido. D. Sobre el cambio de resistencia eléctrica de metales puros a temperaturas muy bajas, etc. V. La desaparición de la resistencia del mercurio". Comm. Phys. Lab. Univ. Leiden; No 122b, 1911.
• Kamerlingh Onnes, H., "Más experimentos con helio líquido. G. Sobre la resistencia eléctrica de metales puros, etc. VI. En el cambio repentino de la velocidad a la que desaparece la resistencia del mercurio." Comm. Phys. Lab. Univ. Leiden; No. 124c, 1911.
• Kamerlingh Onnes, H., "Sobre la temperatura más baja aún obtenida." Comm. Phys. Lab. Univ. Leiden; No. 159, 1922.