Nobelprijs natuurkunde voor superfluïde helium

ROTTERDAM, 9 OKT. De Nobelprijs voor natuurkunde is vanmorgen toegekend aan drie Amerikanen: David Lee, Douglas Osheroff en Robert Richardson.

Ze ontvangen de prijs voor hun ontdekking van het verschijnsel superfluïditeit in helium-3, “een doorbraak in de lagetemperaturenfysica” aldus de Zweedse Academie van Wetenschappen in een toelichting.

Superfluïditeit is het verlies van iedere wrijving in een vloeistof bij zeer lage temperatuur. Het gevolg is dat de vloeistof zelfs door de kleinste openingen stroomt en tegen de wand van een beker opkruipt. Voor helium-3, een zeldzame vorm van helium, treedt het verschijnsel op bij 0,002 graden boven het absolute nulpunt, -273,15 ß8C. In 1938 is het aangetroffen in normaal helium, door de Russische fysicus Kapitsa.

Lee (1931), Richardson (1937) en Osheroff (1945), de laatste nog student, deden hun experimentele ontdekking aan het begin van de jaren zeventig aan Cornell University in New York. In een mengsel van vloeibaar en vast helium-3, dat onder hoge druk was geplaatst, namen ze een magnetische fase-overgang waar, zich uitend in een knikje in de grafieken op de monitoren. Een fase-overgang is een verandering van de orde in een stof, bijvoorbeeld de overgang van vast naar vloeibaar.

“Zeer terecht”, oordeelt prof.dr. R. de Bruyn Ouboter van het Kamerlingh Onnes Laboratorium in Leiden, die de laureaten persoonlijk kent. “De superfluïditeit bij helium-3 was weliswaar theoretisch voorspeld, maar het gaat om een uiterst klein verschijnsel. Theoretisch is het verwant aan de supergeleiding, ontdekt door Kamerlingh Onnes in 1913. Het komt erop neer dat de atomen met elkaar paren aangaan die tot zeer specifieke verschijnselen aanleiding geven.”

In een toelichting op de bekendmaking schrijft de Zweedse Academie dat het nu bekroonde onderzoek onlangs op kosmische schaal is toegepast “in een theorie die aangeeft hoe melkwegstelsels geboren worden, korte tijd na het optreden van de Big Bang”.

Lee en Richardson zijn nog altijd hoogleraar natuurkunde aan Cornell University, Osheroff is inmiddels verbonden aan Stanford University in San Francisco. De uitreiking van de prijzen, bij elkaar een bedrag van 1,12 miljoen dollar, is op 10 december in Stockholm.