Op 8 april 1911 gebeurde in het natuurkundig laboratorium van de Leidse natuurkundige Heike Kamerlingh Onnes iets bizars. Bij een experiment met vloeibaar helium zag hij hoe een elektrische stroom ineens geen weerstand meer ondervond van de draad waar de stroom doorheen liep. Dat bleek de eerste stap naar een van de grootste natuurkundige ontdekkingen uit de moderne geschiedenis.
Het laboratorium van Kamerlingh Onnes stond op dat moment al enige tijd te boek als één van de spannendste locaties ter wereld op het gebied van de experimentele natuurkunde. Drie jaar daarvoor vestigde Kamerlingh Onnes er bijvoorbeeld al een wereldrecord. Hij werd toen de eerste die een bijzondere voorspelling over het gedrag van gassen bevestigde. Die voorspelling was afkomstig van de in Leiden geboren en gepromoveerde theoretisch natuurkundige Johannes Diderik van der Waals, die voor dat werk in 1910 de Nobelprijs voor de Natuurkunde ontving.
De voorspelling van Van der Waals luidde dat je stoffen die wij kennen als gassen door samenpersen vloeibaar kunt maken bij een bepaalde, zeer lage, temperatuur. Kamerlingh Onnes, die vooral een doener was, wilde graag weten of dat klopte. En jawel: in 1908 slaagde hij erin het lichte edelgas Helium zo ver te koelen dat het vloeibaar werd. Dat gebeurde bij een temperatuur van min 273 graden Celsius. Dat maakte de locatie van dat experiment – het Kamerlingh Onnes Laboratorium – een tijdlang de koudste plek op aarde.
Die doorbraak vormde voor Kamerlingh Onnes de opmaat tot een toevallige ontdekking die hem in 1913 eveneens de Nobelprijs voor de Natuurkunde opleverde. Die ontdekking vond plaats op die bewuste 8 april 1911. Toen nam hij in zijn laboratorium de supergeleiding waar, het bizarre verschijnsel waarbij de elektrische weerstand van sommige materialen ineens blijkt te verdwijnen bij bepaalde, meestal extreem lage, temperaturen.
Het bleek een doorbraak die niet alleen leidde tot bijzondere nieuwe fundamentele kennis die de natuurkunde op haar grondvesten deed schudden, maar ook tot handige toepassingen. Omdat je met supergeleiding een stroom in theorie eeuwig kunt laten rondlopen, kun je ook zogeheten supergeleidende magneten bouwen. Een lopende stroom, weten natuurkundigen, werkt namelijk altijd een magnetisch veld op. Door gebruik te maken van supergeleiding, waarbij die stroom maar blijft lopen, kun je daarom heel sterkere magneten bouwen. Het enige nadeel? Je moet die magneten dan wel koelen tot extreem lage temperaturen.
Desondanks blijken supergeleidende magneten enorm belangrijk. Ze vinden bijvoorbeeld hun toepassing in de MRI-scanners in het ziekenhuis. Alle scans die deze apparaten dag in, dag uit van het menselijk lichaam maken, waren er niet geweest zonder die ene toevallige ontdekking van Kamerlingh Onnes.
Supergeleidende magneten vonden hun weg ook naar zweeftreinen en naar de Large Hadron Collider, de 27 kilometer grote deeltjesversneller van het Europese deeltjesfysica-instituut CERN, waarmee fysici in 2013 het langgezochte higgsdeeltje vonden. Deze grootste natuurkundedoorbraak van het afgelopen decennium was zonder het pionierswerk van Kamerlingh Onnes onmogelijk geweest.
Het mag daarom dan ook geen verrassing zijn dat Heike Kamerlingh Onnes in de Leidse academische wereld – en ver daarbuiten – nog altijd veel respect geniet. Het Kamerlingh Onnes Gebouw, ooit zijn laboratorium, is nog steeds eigendom van de Leidse universiteit en is tegenwoordig het domein van de rechtenfaculteit. Op het Bio Science Park in Leiden staat sinds de jaren negentig bovendien een nieuw Kamerlingh Onnes Laboratorium waarin de huidige generatie Leidse natuurkundigen - net als toen - fundamenteel onderzoek doen, waaronder uiteraard onderzoek bij extreem lage temperaturen.
