Kamerlingh Onnes

Heike Kamerlingh Onnes

Heike Kamerlingh Onnes (21 septembre 1853 à Groningue - 21 février 1926) était un physicien de nationalité néerlandaise, lauréat du prix Nobel de physique en 1913 pour ses travaux sur la liquéfaction de l'hélium et sa participation à la découverte de la supraconductivité.

Carrière scientifique

Onnes débute ses études universitaires à Groningue. Il étudie ensuite à l'Université d'Heidelberg de 1871 à 1873 notamment sous la direction de Robert Wilhelm Bunsen et Gustav Kirchhoff. Il retourne ensuite à Groningue où il obtient son master en 1878 et son doctorat en 1879 avec une thèse intitulée Nieuwe bewijzen voor de aswenteling der aarde (nouvelles preuves de la rotation de la terre). De 1878 à 1882, il est assistant de Johannes Bosscha, alors directeur de l'école polytechnique de Delft, qu'il remplace en temps que lecteur de 1881 à 1882.

De 1882 à 1923, Onnes est professeur de physique expérimentale à l'Université de Leyde. En 1904, il fonde un grand laboratoire de cryogénie et y attire d'autres chercheurs, ce qui contribue à sa reconnaissance par la communauté scientifique. Il est le premier à réussir à liquéfier de l'hélium le 10 juillet 1908 à l'aide de cryostats, ce ce qui lui vaut la Médaille Franklin en 1915. En utilisant l'effet Joule-Thomson, il parvient à faire diminuer la température jusqu'à moins de 1 degré au-dessus du zéro absolu et atteint 0,9K. C'est la température la plus froide jamais atteinte à cette époque. Les équipements qui lui permirent cette réalisation sont visibles aujourd'hui au Musée Boerhaave de Leyde. Il étudie ensuite les effets du froid extrême sur un certain nombre de gaz et de métaux, ce qui lui vaut la Médaille Rumford en 1912.

Découverte de la supraconductivité

A partir de 1911, Onnes étudie les propriétés électriques de métaux monoatomiques à très basse température (mercure, étain et plomb). À cette époque, certains scientifiques, dont William Thomson (Lord Kelvin), pense qu'au sein d'un conducteur les électrons devraient être à l'arrêt complet au zéro absolu, ce qui devrait alors conduire à une résistivité électrique infinie. D'autres, dont Onnes, pense que cette résistivité doit décroître progressivement jusqu'à zéro. En effet, Augustus Matthiessen avait montré dans les années 1860 que la résistivité augmente généralement avec la température dans les métaux. Onnes et ses collègues observent qu'à 4.2 K la résistivité du mercure est nulle, mais la chute est brusque. Il écrit alors que "Le mercure est passé dans un nouvel état, qui du fait de ses propriétés électriques extraordinaires pourrait être appelé état supraconducteur".

Postérité

Onnes meurt en 1926 à Leyde. Après sa mort, les travaux sur la cryogénie continuent au sein de son laboratoire, auquel est donné son nom en son honneur. L'un de ses étudiants, et son successeur comme directeur du laboratoire, Willem Hendrik Keesom est le premier à obtenir de l'hélium solide.

Onnes a donné son nom à l'effet Onnes observé dans l'hélium superfluide, ainsi qu'au cratère lunaire Kamerlingh Onnes.

Lectures complémentaires

• Rudolf de Bruyn Ouboter, « Heike Kamerlingh Onnes’s Discovery of Superconductivity », dans Scientific American, vol. 276, n^o 3, March 1997, p. 98-103 [[pdf] texte intégral] 
• Arno Laesecke, « Through Measurement to Knowledge: The Inaugural Lecture of Heike Kamerlingh Onnes (1882) », dans Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology, vol. 107, n^o 3, May–June 2002, p. 261–277 [[pdf] texte intégral] 
• Simón Reif-Acherman, « Heike Kamerlingh Onnes: Master of Experimental Technique and Quantitative Research », dans Physics in Perspective, vol. 6, n^o 2, June 2004, p. 197-223 [[pdf] texte intégral lien DOI] 
• Van Delft, D., "Heike Kamerlingh Onnes". Amsterdam, Bert Bakker, 2005. ISBN 90-351-2739-0 (in Dutch; an English translation is in preparation)
• Levelt-Sengers, J. M. H., "How fluids unmix : discoveries by the School of Van der Waals and Kamerlingh Onnes". Amsterdam, Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen, 2002. ISBN 90-6984-357-9
• Kamerlingh Onnes, Heike, (Gavroglou, Kōstas. [ed.], and Goudaroulis, Yorgos [ed.]) "Through measurement to knowledge : the selected papers of Heike Kamerlingh Onnes (1853-1926)". Dordrecht, Boston, Kluwer Academic Publishers, c1991. Goudaroulis, Yorgos. ISBN 0-7923-0825-5
• International Institute of Refrigeration (First International Commission), "Rapports et communications issus du Laboratoire Kamerlingh Onnes". International Congress of Refrigeration (7th; 1936; La Hauge), Amsterdam, 1936.

Liens externes

•  Heike Kamerlingh Onnes sur Commons
• (fr) la découverte de l'hélium liquide en 1908 par Kamerlingh Onnes, texte commenté sur le site BibNum.
• Albert van Helden Heike Kamerlingh Onnes 1853 – 1926 In: K. van Berkel, A. van Helden, and L. Palm ed., A History of Science in The Netherlands. Survey, Themes and Reference (Leiden: Brill, 1999) 491 - 494.
• Site de la fondation Nobel, Physics 1913 -- official site.
• Biographie de Heike Kamerlingh Onnes (1853 – 1926) de la bibliothèque nationale des Pays-Bas.

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu d’une traduction de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Heike Kamerlingh Onnes ».

• Portail de la physique
• Portail des Pays-Bas