De intrigerende connectie: Heike Kamerlingh Onnes en Ludwig Zehnder

24 Jun 2024

'De goede accountant leert boven de partijen te staan'

De geschiedenis van de wetenschap is bezaaid met onverwachte samenwerkingen en kruisbestuivingen tussen schijnbaar ongelijksoortige disciplines. Een intrigerend voorbeeld hiervan is de verbinding tussen het werk van de Nederlandse natuurkundige Heike Kamerlingh Onnes en de Zwitserse natuurkundige Ludwig Zehnder, twee pioniers die aan het einde van de 19e en het begin van de 20e eeuw baanbrekend werk verrichtten op het gebied van fysica en technologie. Hoewel ze nooit direct hebben samengewerkt, heeft hun onderzoek elkaar opmerkelijk aangevuld en de weg vrijgemaakt voor tal van technologische ontwikkelingen die ons dagelijks leven beïnvloeden.

Heike Kamerlingh Onnes, geboren in 1853, is vooral bekend om zijn baanbrekende werk op het gebied van lagetemperatuurfysica. In zijn laboratorium in Leiden slaagde hij er in 1908 in om helium vloeibaar te maken, destijds een ongekende prestatie die hem de Nobelprijs voor Natuurkunde opleverde. Deze doorbraak opende de deur naar een geheel nieuw terrein van onderzoek: de wereld van extreem lage temperaturen en de bizarre eigenschappen van materie die zich daarin manifesteren. Eén van de meest opmerkelijke ontdekkingen die Onnes deed, was het verschijnsel supergeleiding, waarbij bepaalde materialen bij extreem lage temperaturen hun elektrische weerstand volledig verliezen.

Ludwig Zehnder, geboren in 1854, heeft zijn stempel gedrukt op de geschiedenis van de fysica met zijn werk aan interferometrie, een techniek die gebruik maakt van de interferentie van lichtgolven om minuscule verschillen in optische weglengtes te meten. In 1891 construeerde hij de Zehnder-Mach-interferometer, een apparaat dat met ongekende precisie de brekingsindex van gassen kon meten. De interferometer van Zehnder vond al snel brede toepassing in verschillende wetenschappelijke disciplines, variërend van aerodynamica tot spectroscopie, en effende het pad voor geavanceerde beeldvormingstechnieken die tegenwoordig in uiteenlopende domeinen worden ingezet, zoals medische diagnostiek en materiaalonderzoek.

Hoewel Onnes en Zehnder zich op verschillende takken van de fysica richtten, vertoont hun werk een fascinerende complementariteit. Onnes' beheersing van extreem lage temperaturen opende nieuwe mogelijkheden voor de studie van de eigenschappen van materialen, terwijl Zehnders interferometrie de precisie bood die nodig was om deze eigenschappen nauwkeurig te meten. Zo kon bijvoorbeeld de Zehnder-Mach-interferometer worden ingezet om de veranderingen in de brekingsindex van vloeibaar helium bij extreem lage temperaturen te bestuderen, wat waardevolle inzichten opleverde in de eigenschappen van materie in deze exotische toestand.

De erfenis van Onnes en Zehnder reikt tot ver buiten hun eigen tijd. Hun werk heeft de weg geëffend voor talloze technologische ontwikkelingen die niet meer weg te denken zijn uit onze moderne samenleving. Zo speelt supergeleiding, ontdekt dankzij Onnes' werk, een cruciale rol in MRI-scanners, die worden gebruikt voor medische diagnoses, en in deeltjesversnellers, die ons helpen de fundamentele bouwstenen van het universum te ontrafelen. Interferometrie, waar Zehnder een pionier in was, vindt vandaag de dag brede toepassing in uiteenlopende domeinen, variërend van de ontwikkeling van nieuwe materialen en de detectie van zwaartekrachtgolven tot de productie van microchips en de controle van industriële processen.

De verwevenheid van het werk van Heike Kamerlingh Onnes en Ludwig Zehnder illustreert de onvoorspelbare en fascinerende aard van wetenschappelijke vooruitgang. Hoewel ze nooit direct hebben samengewerkt, hebben hun individuele bijdragen elkaar opmerkelijk aangevuld en de weg vrijgemaakt voor een schat aan technologische innovaties die ons leven op ontelbare manieren hebben verrijkt. Hun verhaal herinnert ons eraan dat wetenschap geen geïsoleerde onderneming is, maar een dynamisch proces van voortdurende kruisbestuiving tussen verschillende disciplines, waar onverwachte connecties en synergiën kunnen leiden tot baanbrekende ontdekkingen en technologische doorbraken die onze wereld voorgoed veranderen.