penemuan superkobduktor

Heike Kamerlingh Onnes Fakta Heike Kamerlingh Onnes (1853-1926) memenangkan Hadiah Nobel dalam Fisika untuk karyanya dengan helium cair. Heike Kamerlingh Onnes adalah seorang ahli fisika eksperimental Belanda dibedakan atas karyanya di bidang fisika suhu rendah. Dia adalah ilmuwan pertama yang berhasil mencairkan helium, sebuah terobosan yang menghasilkan tingkat yang sebelumnya tak terjangkau dingin. Prestasi ini membuatnya meraih Penghargaan Nobel 1913 dalam fisika, selain berbagai penghargaan lainnya. Dia juga dikreditkan dengan penemuan superkonduktivitas-yaitu, hilangnya lengkap hambatan listrik di berbagai logam pada suhu mendekati nol mutlak. Kamerlingh Onnes lahir di Groningen, Belanda, pada 21 September, 1853. Ayahnya memiliki sebuah pabrik genteng, dan kedua orang tuanya yang ketat, merendamnya Kamerlingh Onnes dan saudara-saudaranya dengan pemahaman tentang nilai kerja keras dan ketekunan. Dia awalnya dididik di Groningen SMA bawah JM van Bemmelan, dan pada tahun 1870 ia terdaftar dalam program fisika di University of Groningen. Tahun berikutnya ia menyerahkan sebuah esai tentang kepadatan uap dan memenangkan hadiah pertama dalam kontes yang disponsori oleh University of Utrecht. Pada Oktober 1871, Kamerlingh Onnes ditransfer ke University of Heidelberg di Jerman, di mana ia diajarkan oleh kimiawan Jerman Robert Wilhelm Bunsen terkemuka. Dia adalah salah satu dari hanya dua siswa diperbolehkan untuk bekerja di laboratorium pribadi fisikawan Jerman Gustav Robert Kirchhoff. Pada bulan April 1873, ia kembali ke Universitas Groningen, di mana ia menghabiskan lima tahun ke depan untuk belajar doktor. Pada tahun 1878, Kamerlingh Onnes pindah ke Delft Politeknik di mana ia menjadi asisten profesor fisika di sana. Pada 1879 ia melakukan perjalanan ke Groningen untuk mempertahankan tesisnya yang berjudul "Bukti Baru Rotasi bumi." Dia dianugerahi doktor fisika magna cum laude. Di Delft Polytechnic, Kamerlingh Onnes terdiri makalah tentang teori umum cairan dari perspektif teori kinetik. Dia segera menyadari bahwa meskipun seperti teori umum sifat cairan yang diperlukan pengukuran yang akurat volume, tekanan, dan temperatur lebih selebar rentang nilai yang mungkin. Untuk tujuan ini, ia mengalihkan perhatian ke masalah mencapai dan mempertahankan suhu yang sangat rendah. Pada tahun 1882, pada usia dua puluh sembilan, Kamerlingh Onnes diterima kursi pertama Belanda dalam percobaan fisika di Universitas Leiden. Ia juga menjadi direktur laboratorium di sana, di mana ia mampu mengejar minatnya dalam fisika suhu rendah, juga dikenal sebagai cryogenics. Sebuah pencoba khusus, Kamerlingh Onnes menyatakan dalam pidato pelantikannya: "Saya ingin menulis melalui pengukuran mengetahui 'sebagai motto di atas masing-masing laboratorium fisika." Dia akan menghabiskan sisa karirnya di Leiden. Selama empat puluh dua tahun ke depan, ia mendirikan sebagai markas dunia tak terbantahkan penelitian suhu rendah. Ketika Kamerlingh Onnes mulai karya rintisannya, fisika kriogenik adalah ilmu yang relatif tidak dikenal. Sebelum dia, pencairan gas pada suhu yang sangat rendah dianggap sebagai tujuan itu sendiri, tapi Kamerlingh Onnes tertarik pada fisika suhu rendah dalam rangka untuk mengumpulkan bukti eksperimental tentang sifat atom materi. Ketika ia berangkat untuk gas dingin seperti oksigen, hidrogen, dan helium pada suhu yang sangat rendah, ada tiga cara di pembuangan. Sebuah efek pendinginan karena penguapan cepat cair telah ditemukan pada tahun 1877 oleh fisikawan Swiss RP Pictet. Pada tahun yang sama, fisikawan Perancis LP Cailletet telah mencapai suhu rendah ketika ia mampu mendinginkan oksigen dengan penerapan tekanan kuat. Metode terakhir didasarkan pada penemuan 1850 oleh JP Joule dan W. Thomson (Lord Kelvin) bahwa ketika gas di bawah tekanan dilepaskan melalui lubang yang sangat kecil, suhunya diturunkan dengan jumlah yang tergantung pada sifat gas. Di Munich pada tahun 1895, Carl Linde dibangun suatu alat yang memanfaatkan apa yang disebut efek Joule-Thomson; gas diletakkan di bawah tekanan dan berulang kali dipaksa kumparan tabung yang juga bertindak sebagai penukar panas. Hal ini dikenal sebagai proses regeneratif. Jumlah gas cair yang dihasilkan oleh semua cara ini, bagaimanapun, diabaikan. Dalam mencoba untuk mencapai suhu yang sangat rendah, Kamerlingh Onnes mempekerjakan kombinasi Pictet dan metode Linde. Tujuan pertama adalah untuk mencairkan oksigen penciptaan mandi oksigen cair yang diperlukan untuk pencairan gas lainnya, terutama hidrogen. Kamerlingh Onnes menguap oksigen, kemudian dicairkan, dan kemudian dipaksa di bawah tekanan ke dalam, sistem sirkulasi tertutup. Sistem ini bermandikan gas yang telah mencapai suhu yang semakin rendah dari oksigen yang beredar. Metodologi ini terbukti berhasil dan Kamerlingh Onnes mampu menghasilkan sekitar empat belas liter udara cair satu jam. Produksi helium cair dan hidrogen cair terbukti lebih sulit daripada produksi udara cair. Kamerlingh Onnes berteori bahwa jika ia bisa mulai dari titik tekanan normal dan mencairkan oksigen dengan penerapan tekanan besar, maka akan ada kemungkinan untuk mencairkan hidrogen, dimulai dengan suhu oksigen cair. Pada tahun 1892, ia pertengahan proses melelahkan ini ketika ahli kimia Skotlandia dan fisikawan James Dewar berhasil mencairkan oksigen dengan menggunakan bentuk modifikasi dari metode cascade Pictet itu. Proses ini menghasilkan sekitar setengah liter oksigen cair. Salah satu keuntungan praktis prestasi Dewar adalah bahwa Kamerlingh Onnes sekarang memiliki sumber dingin yang dapat digunakan untuk mencoba untuk mencairkan helium. Dia percaya bahwa jika ia mulai dari titik beku hidrogen suhu terendah yang itu mungkin untuk mendinginkannya-dia sehingga bisa mencairkan helium dengan menggunakan proses regeneratif Linde. Kamerlingh Onnes dibangun sistem dengan jaket hidrogen cair; hidrogen cair menguap, yang didinginkan helium, dan kemudian helium dipaksa di bawah tekanan melalui lubang kecil yang didinginkan lebih lanjut, mencairkan sebagian. Dia kemudian dikompresi helium dalam lemari es, di mana ia melewati rangkaian rumit dikelilingi oleh rangkaian hidrogen cair, yang mereka dikelilingi oleh udara cair, yang pada gilirannya dikelilingi oleh termos yang menghangatkan alkohol beredar. Pada tahun 1908, Kamerlingh Onnes akhirnya berhasil tujuan panjang sulit dipahami mencairkan helium. Pada awalnya, ia dan rekan-rekannya bahkan tidak menyadari apa yang telah mereka capai: helium cair adalah tidak berwarna, dan tidak sampai sirkuit itu hampir penuh bahwa mereka menyadari apa yang akhirnya muncul di depan mereka. Prestasi yang berarti bahwa tingkat sebelumnya tak terjangkau dingin sekarang mereka miliki. Helium cair ditemukan memiliki suhu -268,8 derajat Celcius, hanya sekitar empat derajat di atas nol absolut nol mutlak-menjadi suhu hipotetis ditandai dengan tidak adanya lengkap panas dan setara dengan sekitar -273,15 derajat Celsius atau -459,67 derajat Fahrenheit. Kamerlingh Onnes sekarang berangkat untuk memantapkan helium cair untuk mencapai temperatur yang lebih rendah, dan pada tahun 1910, dengan merebus helium cair pada tekanan tereduksi, ia mencapai lebih dari satu derajat di atas nol mutlak. Kamerlingh Onnes digunakan suhu ini untuk memperluas jangkauan penelitiannya ke dalam sifat-sifat zat pada suhu rendah, dan hasil investigasi tersebut telah diterbitkan secara berkala dalam bahasa Inggris sebagai "Komunikasi dari Laboratorium Fisika di Leiden." Pada tahun 1911, Kamerlingh Onnes dibuat belum terobosan lain ketika ia menemukan superkonduktivitas, hilangnya lengkap hambatan listrik di berbagai logam pada suhu mendekati nol mutlak. Dia juga menemukan bahwa efek superkonduktor dapat dinegasikan tanpa mengubah suhu dengan penerapan medan magnet. Kamerlingh Onnes dan timnya tetap sibuk dengan tantangan mengkristal helium. Eksperimen mereka menghasilkan beberapa menarik jika hasil membingungkan. Pada tahun 1911, mereka menemukan bahwa kepadatan helium cair memuncak pada suhu 2,2 derajat Kelvin. Ketika berbagai sifat fisik helium cair diukur, Kamerlingh Onnes menemukan perilaku aneh dalam helium dalam dan sekitar suhu ini. Di atas 2,2 Kelvin itu keras gelisah, tetapi pada atau di bawah suhu ini tampaknya kehilangan kualitas dinamis. Kamerlingh Onnes tidak mampu menjelaskan fenomena ini. Ini karena ia mencoba untuk memahaminya dalam hal hukum klasik fisika, tetapi perilaku helium cair pada suhu tersebut, tanpa sepengetahuan dia, mematuhi hukum mekanika kuantum. Kamerlingh Onnes hanya tidak memiliki alat di pembuangan untuk menjelaskan temuannya. Pada akhirnya, ia dan rekan-rekannya menempatkan mereka ke beberapa kesalahan dalam metodologi dan diterbitkan hanya "pasti dan dapat diandalkan" nilai untuk suhu di atas 2,2 Kelvin, posisi maksimum dijelaskan kepadatan helium cair. Meskipun ia belum mencapai nol mutlak, pada tahun 1913 Kamerlingh Onnes dianugerahi Hadiah Nobel untuk fisika untuk penyelidikannya ke dalam sifat materi pada suhu rendah yang mengarah ke penemuan helium cair. Pada tahun 1921, Kamerlingh Onnes datang dalam derajat mencapai nol mutlak, dan untuk tiga tahun berikutnya ia tanpa henti mengejar pencariannya. Pada tahun 1926, ia menemukan keanehan lanjut dalam perilaku helium sebesar 2,2 derajat Kelvin. Kali ini Kamerlingh Onnes tidak menampik temuan sebagai akibat kesalahan teknis, tetapi mulai serius mempertimbangkan kemungkinan bahwa beberapa jenis perubahan mendasar dalam helium terjadi pada suhu ini. Sayangnya, meskipun ia berada di jalur yang benar, Kamerlingh Onnes tidak hidup cukup lama untuk menyelesaikan misteri. Penggantinya di Leiden, W.H. Keesom, sampai pada kesimpulan bahwa helium di atas dan di bawah 2,2 derajat Kelvin sebenarnya dua cairan yang terpisah, berbeda dengan cara yang mendasar. Keesom juga menyelesaikan aspek lain dari pekerjaan Kamerlingh Onnes ': ia berhasil memperoleh helium padat dengan pendinginan cairan sekitar -272 derajat Celcius di bawah tekanan. Kamerlingh Onnes secara luas diakui untuk karyanya dalam fisika suhu rendah, dan ia menerima sejumlah penghargaan selain Hadiah Nobel. Pada tahun 1904, ia menerima yang pertama dari banyak perbedaan ketika ia diciptakan Chevalier Orde Belanda Lion. Pada tahun yang sama, yang merupakan ulang tahun ke dua puluh lima doktor, mahasiswa dan rekan-rekannya di Leiden mengeluarkan Gedenkboek, survei dari pekerjaan yang dilakukan di laboratorium dari 1882 sampai 1904. Sebuah Gedenkboek kedua diterbitkan pada tahun 1922, memperingati empat puluh tahun masa jabatan Kamerlingh Onnes 'sebagai guru besar fisika eksperimental di Leiden. Pada tahun 1912, ia dianugerahi Royal Society of Rumford Medal London, dan empat tahun kemudian masyarakat membuatnya anggota asing. Pada tahun 1923, ia diangkat dari Chevalier ke Komandan Belanda Lion. Meskipun dikenal oleh teman-temannya sebagai "pria nol absolut," Kamerlingh Onnes meninggal di Leiden pada tanggal 21 Februari 1926, tanpa pernah mencapai itu (kimiawan Jerman Walther Nernst terbukti mustahil untuk mencapai nol mutlak dalam pengaturan eksperimental ketika ia diartikulasikan Hukum Ketiga Termodinamika pada tahun 1905). Pada tahun yang sama, ia secara anumerta terpilih yang sesuai Anggota dari Prussian Academy of Sciences di Berlin.