Universiteit Leiden Universiteit Leiden

Nederlands English

‘Het koudste plekje op aarde’; een historische locatie

Het Kamerling Onnes Gebouw (KOG), waar Heike Kamerligh Onnes in 1908 in zijn koudelab temperaturen nabij het absolute nulpunt bereikte (-269 Celcius) en waar Hendrik Lorentz en Pieter Zeeman in 1896 ontdekten dat er lichte geladen deeltjes (elektronen) in de materie rondbewegen, is erkend als ‘EPS Historic Site’ door de European Physical Society. Een plaquette voor de hoofdingang van het KOG wordt op maandag 9 februari 2015 onthuld, op de dag van de 440e Dies Natalis van de Universiteit Leiden.

Koudste plek op aarde

Foto: Kamerlingh Onnes (rechts) bij de installatie voor vloeibaar helium. Foto Leiden Institute of Physics.

Het Kamerlingh Onnes gebouw was de plaats waar Heike Kamerlingh Onnes experimenten bij zeer lage temperaturen uitvoerde. Het heeft meer dan vijfentwintig jaar geduurd voordat hij erin slaagde om het laatste gas, helium, vloeibaar te maken. In zijn koudelaboratorium slaagde hij erin om de extreem lage temperatuur van 4 graden boven het absolute nulpunt te bereiken, waarbij helium vloeibaar wordt. Kouder dan het absolute nulpunt (-273,15 Celcius) is niet mogelijk want dan staan de atomen en moleculen stil. Het Leidse lab krijgt hierdoor de bijnaam ‘het koudste plekje op aarde’.

Leiden bleef gedurende 14 jaar de enige plaats op de wereld waar deze lage temperaturen konden worden bereikt en trok alle grote wetenschappers van over de hele wereld om experimenten te doen.

In 1911 ontdekte Kamerlingh Onnes dat materialen bij een zeer lage temperatuur hun weerstand verliezen tegen elektrische stroom. De ontdekking van supergeleiding staat aan de basis van vele belangrijke toepassingen zoals de MRI scanners in ziekenhuizen, en supergeleidende spoelen in deeltjesversnellers.

Nobelprijs

Vijf jaar later, op 10 december 1913, ontving Kamerlingh Onnes de Nobelprijs voor zijn onderzoek naar de eigenschappen van materie bij lage temperaturen. Hij scherpt het kouderecord later verder aan tot 0,8 graad Celsius boven het absolute nulpunt, totdat onderzoekers uit Toronto in 1923 hieronder duiken.

Ontdekking van het elektron

Photo: Hendrik Antoon Lorentz, who formulated the theory of the electron, shown in 1916

Het oorspronkelijke Instituut Lorentz, vernoemd naar Hendrik Lorentz (1853-1928), was gehuisvest in een los staande toren, die rond 1960 werd afgebroken om plaats te maken voor de nieuwe vleugel van het Kamerlingh Onnes Laboratorium. Lorentz was internationaal een van de meest vooraanstaande geleerden van zijn tijd. Wij kennen hem van de naar hem vernoemde Lorentz-kracht, de kracht van een magneetveld op een stroomgeleidende draad en de kracht waar alle elektromotoren op gebaseerd zijn.

Maar speciaal is Lorentz bekend van het werk dat hij deed samen met Pieter Zeeman. Zeeman deed experimenten aan het licht dat wordt uitgezonden door heet natriumgas, dat de speciale oranje kleur heeft die we kennen van de natriumlampen langs snelwegen. Hij had ontdekt dat die scherp bepaalde lichtkleur opsplitst in twee kleuren wanneer je een magneetveld aanlegt. Lorentz vond hiervoor een prachtige verklaring, door te veronderstellen dat er licht

De elektrisch geladen deeltjes in de atomen zitten, die we nu kennen als elektronen. Lorentz en Zeeman hebben daarmee dus de eerste ontdekking gedaan van het bestaan van elektronen.

Nobelprijs
Voor hun werk ontvingen Zeeman en Lorentz de Nobelprijs in 1902. 

Kamerlingh Onnes en Lorentz hebben beide een enorme invloed gehad op de manier waarop we, ook vandaag nog, onderzoek doen.

Documentairefilm

In september 2015 gaat een grote documentairefilm in Leiden in première over het leven van Lorentz en Einstein: ‘ Einstein’s Licht’.

International Year of Light 2015 Official Trailer HD from Nickolas Barris on Vimeo.

Links

•  De geschiedenis van het Kamerlingh Onnes Gebouw
•  Honderd jaar Leiden koudste plaats op aarde
•  De ontdekking van het elektron