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Onnes
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Kamerlingh Onnes

Pays-Bas, 1853-1926

portrait Kamerlingh Onnes<br/>Crédits : Museum Boerhaave, LeidenKamerlingh Onnes (Pays-Bas, 1853-1926, Nobel en 1913) fut à l’origine de deux découvertes majeures : la liquéfaction de l’hélium, et la supraconductivité, qui ouvrirent la voie à des champs de recherches inexplorés jusque là, extrêmement fertiles non seulement en concepts mais aussi en applications. Élève d’un autre grand physicien, J.D. van der Waals, il devint titulaire de la chaire de physique de l’université de Leyde, en 1882. Il avait alors un objectif : parvenir à liquéfier du gaz d’hélium pour atteindre des températures plus basses que tout ce qu’on connaissait alors. Il développa pour cela le premier laboratoire industriel digne de ce nom.

En 1908, Kamerlingh Onnes et son chef mécanicien Flim réussirent finalement à atteindre une température supérieure d’un degré seulement au zéro absolu (limite infranchissable où tout se fige) (l’article de leur découverte en anglais). Pour cela, ils avaient refroidi et comprimé de l’hélium gazeux grâce à de l’hydrogène liquide, puis l’avaient ensuite soudainement détendu, le refroidissant ainsi plus encore, au point qu’il se liquéfie. Ils ouvraient ainsi la voie à un nouveau domaine de recherche, celui des très basses températures.

Paul Ehrenfest, Hendrik Lorentz, Niels Bohr, Heike Kamerlingh Onnes (1919)  dans le laboratoire de Leyden devant le liquéfacteur d’hélium; Museum Boerhaave, Leiden Aussitôt après sa découverte, Kamerlingh Onnes entreprit de refroidir et d’étudier les propriétés de nombreux matériaux. Il se posait en particulier une question simple : que devient la résistance électrique d’un métal dont la température se rapproche du zéro absolu ? Fidèle à sa devise « Door meten tot weten », « par l’expérience, la connaissance », Kamerlingh Onnes mesura donc la résistance électrique du mercure refroidi par de l’hélium liquide, avec l’aide de son assistant Gilles Holst, le 8 avril 1911. Il écrit ce jour là dans son cahier d’expérience : « Température mesurée avec succès. Mercure presqu’à zéro. ». Il venait de faire une des découvertes expérimentales les plus stupéfiantes du XXème siècle : non seulement la résistance n’augmentait pas, mais au contraire, elle chutait très brutalement à zéro ! Kamerlingh Onnes venait de mettre en évidence la supraconductivité (l’article de leur découverte en anglais). Le même jour, il remarquait que l’hélium s’arrêtait de bouillir à deux degrés du zéro absolu, mais ne s’y attardait pas. Sans s’en rendre compte, il venait d’observer le premier la superfluidité de l’hélium !

le liquéfacteur d’hélium de K. Onnes , Credits: Museum Boerhaave, Leiden, http://www.museumboerhaave.nl/ Le cahier d’expérience de K. Onnes le jour de la découverte , <a href='http://www.museumboerhaave.nl/'  target='_blank'>Museum Boerhaave, Leiden</a>

Le jour le plus froid

Un film réalisé qui raconte la découverte de la supraconductivité, heure par heure ! Avec l'interview de D. Van Delft, du musée Borhaave (Leyden).

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