К столетию открытия сверхпроводимости

Хейке Камерлинг-Оннес. Биографичеcкий очерк

Создание лаборатории

В 1882 г. в возрасте двадцати девяти лет, Камерлинг-Оннес получил назначение на должность профессора экспериментальной физики Лейденского университета и стал во главе физической лаборатории этого университета. В своей вступительной лекции Камерлинг-Оннес провозгласил принцип, которым неукоснительно руководствовался на протяжении сорока двух лет своего пребывания в Лейденском университете: «Через измерение к знанию». По мнению Камерлинг-Оннес, физические лаборатории должны производить количественные измерения и ставить качественные эксперименты; теоретические описания должны подкрепляться точными измерениями, производимыми с астрономической точностью.

Лейденский университет

Согласно теории соответственных состояний Ван-дер-Ваальса, все газы ведут себя одинаково, если единицы давления и температуры выбраны с учетом слабых сил притяжения между молекулами. Камерлинг-Оннес считал, что исследование поведения газов при низких температурах может дать важную информацию для проверки теории соответственных состояний. Для достижения низких температур необходимо сжижать газы. Камерлинг-Оннес выбрал темой для работы своей лаборатории узкую область криогеники – исследование низкотемпературных эффектов. При этом задача решалась человеком, понявшим коллективный характер науки XX столетия, создавшим, может быть, первую по-настоящему современную научную лабораторию.

В начале ХХ века Камерлинг-Оннес резко выделялся на фоне многих экспериментаторов, проводивших свои исследования с помощью маленьких лабораторных установок. Уже первая установка для сжижения кислорода, азота и др. атмосферных газов, сконструированная им в 1894 году, имела такую производительность, что смогла удовлетворить скоро растущие потребности в лаборатории в течение многих лет. Это был ученый необычного склада, физик, инженер, организатор, он один из первых понял, что проникновение во все более глубокие тайны природы требует мощной технологической базы, уникального оборудования, хорошо подготовленного вспомогательного персонала.

Здание физического факультета

При Камерлинг-Оннес Лейденский университет, по существу, превратился как бы в единую лабораторию низких температур. Под руководством Камерлинг-Оннеса изготовлялось не лабораторное оборудование, а делались полупромышленные установки, в которых низкотемпературные жидкости получали не каплями, а литрами. Чтобы подготовить квалифицированных ассистентов, Камерлинг-Оннес в 1909 г. открыл училище для механиков и стеклодувов. Вскоре выпускников лейденского училища можно было встретить в физических лабораториях всего мира. Лаборатория Камерлинг-Оннес стала образцом для научно-исследовательских институтов XX века.

Хотя шотландский ученый Джеймс Дьюар получил жидкий водород в 1898 г., только Камерлинг-Оннес удалось наладить получение жидкого водорода в значительных количествах. Его заводская установка производила 4 литра жидкого водорода в час. Для создания установки потребовалось все искусство подготовленных Камерлинг-Оннес техников: механиков – для создания насосов, стеклодувов – для изготовления прозрачных сосудов, сквозь стенки которых можно было бы наблюдать за поведением веществ при низких температурах.

Техническое преимущество Лейденской лаборатории дало себя знать довольно быстро. За короткий срок Камерлинг-Оннес преодолел все известные ступени на пути к абсолютному нулю. Последовательно были превращены в жидкость кислород, неон, водород. Следующий шаг был очевиден – жидкий гелий.

Следующая страница: Жидкий гелий