昂尼斯与超导

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卡末林・昂尼斯(Kamerlingh Onnes)是一位低温物理学家，1853年9月21日生于荷兰的格罗宁根。他因制成液氦和发现超导现象而于1913年荣获诺贝尔物理学奖。

1882年，29岁的昂尼斯被任命为莱顿大学物理学教授和物理实验室负责人。当时物理学正处在一个转变的时代，人们越来越重视物理实验。昂尼斯在担任莱顿大学物理实验室负责人后，就决定把研究低温物理作为主攻方向。要进行低温方面的实验，首先就要获得低温。低温要通过液化气体获得，当时只有氢和氦还没有被液化。英国物理学家杜瓦从1877年开始研究，经过二十多年，于1898年液化了氢。昂尼斯领导的莱顿大学物理实验室为了满足低温研究的需要，于1892～1894年建成了大型的液化氧、氮和空气的工厂，从而使得在1906年时可以大量生产液氢，为液化氦打下了坚实的基础。又经过两年奋斗，终于在1908年7月10日成功地液化了氦，为在液氦温度下研究物质的性质创造了条件。

金属的电阻问题是昂尼斯的一个重要研究课题，当时对金属的电阻在绝对零度附近如何变化，有不同的说法，有人认为纯金属的电阻应随温度的降低而逐渐变小，并最终在绝对零度消失。昂尼斯最初相信的是开尔文1902年提出的另一种观点，即随着温度的降低，金属的电阻在达到一极小值后，会由于电子凝聚到金属原子上而变为无限大。昂尼斯由于掌握了液化氦的技术，因而具备了从实验上研究这一问题的条件。1911年2月，他测量了金和铂在液氦温度下的电阻，发现在4.3K以下，铂的电阻保持为一常数。而不是通过一极小值后再增大。因此他改变了原来的看法，而认为纯铂的电阻应在液氦温度下消失。

为了检验自己的看法，昂尼斯选择了汞作为实验对象，因为汞比其他金属容易提纯。实验结果出现了令人意想不到的奇特现象：汞的电阻在4.2K左右突然消失。1911年4月到11月。昂尼斯在连续三篇论文中详细地报道了他的实验结果。

1913年，昂尼斯又发现锡和铅也具有和汞一样的超导电性，不纯的汞也具有超导电性。

由于昂尼斯对莱顿大学物理实验室的出色领导和管理，使该实验室成了当时全世界低温研究的中心。