Door helium zodanig af te koelen dat het vloeibaar werd en door de ontdekking van supergeleiding, zette Heike Kamerlingh Onnes de natuurkunde in Nederland stevig op de kaart. Honderd jaar geleden (21 februari 1926) kwam er een einde aan het leven van deze gestructureerde fysicus. Zijn verhaal.
Een van de geliefde collega’s van Heike Kamerlingh Onnes, Johannes Diderik van der Waals, kwam in 1873 met een baanbrekend proefschrift. “Als je gassen samendrukt worden ze vloeibaar, en als je ze vervolgens weer opwarmt, vergroot de druk, waardoor ze verdampen tot gassen”, vertelt Ad Maas, als conservator moderne natuurwetenschappen werkzaam bij Rijksmuseum Boerhaave. “Van der Waals wist dit verschijnsel in een formule te vatten.” Kamerlingh Onnes wilde dit werk toetsen, en dat ging het beste bij lage temperaturen. Omdat je onder deze koude omstandigheden de energie vermindert, zet je de natuur als het ware stil, legt Maas uit. De natuurkundige zette daarom een cryogeen laboratorium op poten in Leiden.
“De Universiteit Leiden beschikte al over een laboratorium, maar dat stond nog vol oude apparatuur. Deze verhuisde Kamerlingh Onnes na zijn aanstelling als hoogleraar naar zolder, om zijn eigen grote onderzoeksapparaat daar op te bouwen”, zegt Maas. “Het was een bijna fabrieksachtige opstelling van pompen en kookflessen die je kunt zien als grote gepleisterde thermosflessen. We hebben delen ervan in Rijksmuseum Boerhaave staan.” (Zie de foto hieronder.)
Leiden werd de koudste plek op aarde
Kamerlingh Onnes was niet de enige die werkte aan het vloeibaar maken van gassen. Sterker nog: de hoogleraar voerde een wetenschappelijke wedloop met onder meer de Schotse schei- en natuurkundige Sir James Dewar. Waar sommige gassen al bij -30 graden Celsius vloeibaar worden, zijn er ook gassen die veel lagere temperaturen nodig hebben, zoals waterstof. Dewar slaagde er als eerste in om dat gas te bedwingen. “Het laatste gas waar ze om streden, de Mount Everest onder de gassen, was helium. Om helium vloeibaar te maken, is een temperatuur van -269 graden Celsius nodig; 4 graden boven het absolute nulpunt”, aldus Maas.
Om dit voor elkaar te krijgen, werkte Kamerlingh Onnes met de cascademethode. “Eerst koelde hij het gas chloormethaan tot -30 à -40 graden Celsius. De ontstane vloeistof gebruikte hij vervolgens om ethyleen te verkoelen tot vloeistof”, zegt Maas. En zo ging dat door tot waterstof – vloeibaar bij -235 graden Celsius – uiteindelijk helium bedwong. Op 10 juli 1908 verschenen de eerste druppeltjes helium in het onderzoeksapparaat van Kamerlingh Onnes. Hij had de strijd gewonnen. “En Leiden werd daarmee de koudste plek op aarde.”
In KIJK editie 3 van 2026 lees je meer over het leven van Heike Kamerlingh Onnes, zoals over zijn andere ontdekkingen, gezondheid en Nobelprijs. Bestel dit nummer in onze webshop, met gratis verzending binnen Nederland.