Hendrik Casimir - 100 jaar Philips Nat.Lab.

Hendrik Casimir
Biografie (Overgenomen uit Wikipedia)
Opleiding
Hendrik Brugt Gerhard (Henk) Casimir (Den Haag, 15 juli 1909 – Heeze, 4 mei 2000) was de zoon
van de opvoedkundige Rommert Casimir (1877-1957) en de onderwijzeres Teunezien Dina
Borgman (1882-1962). Samen met twee zussen groeide Hendrik op in Den Haag. Hij doorliep het
Nederlandsch Lyceum (waar zijn vader rector was). Op zestienjarige leeftijd slaagde hij voor het
eindexamen HBS-b en behaalde het jaar daarop het diploma Gymnasium-alfa. Hij studeerde
theoretische natuurkunde bij Paul Ehrenfest aan de Rijksuniversiteit Leiden (1926-1929) en bij
Niels Bohr aan de Universiteit van Kopenhagen (1929-1930). In 1930 deed hij doctoraalexamen en
in 1931 – hij was toen 21 jaar – promoveerde hij bij Ehrenfest op het proefschrift Rotation of a
Rigid Body in Quantum Mechanics over de kwantummechanica van een draaiend lichaam en de
rotaties van moleculen. Hierbij introduceerde hij een nieuwe wiskundige grootheid in de
groepentheorie, de Casimir-operator.
Universiteiten
Na zijn promotie werd hij in september 1932 opvolger van Rudolf Peierls de assistent van Wolfgang
Pauli aan de Eidgenössische Technische Hochschule in Zürich. Peierls had de positie drie jaar
vervuld en de bedoeling was dat Casimir even lang zou aanblijven. Echter, op dringend verzoek van
Ehrenfest keerde hij in 1933 terug naar Leiden. De reden werd al snel duidelijk - kort na Casimirs
terugkomst benam Ehrenfest zichzelf en zijn geestelijk gehandicapte zoon van het leven, iets waar
hij al geruime tijd meeliep. Tot de komst van Hendrik Kramers als diens opvolger werd Casimir
belast met de leiding van van afdeling theoretische natuurkunde.
Van 1932 tot 1942 werkte Casimir als medewerker aan de Rijksuniversiteit Leiden. Kort voor de
Duitse bezetting, in april 1939, werd hij wegens het Leids Universiteits Fonds benoemd tot
bijzonder hoogleraar. Hij hield zich vooral bezig met elektromagnetische straling.
Philips
Na de sluiting van de universiteit door de bezetter in 1942 trad hij in dienst bij het Philips
Natuurkundig Laboratorium (Nat.Lab.) in Eindhoven. Direct na de oorlog, in 1946, werd hij
benoemd tot een van de drie directeuren die de leiding van Gilles Holst overnamen. Desondanks
kon hij zich nog bezighouden met fundamenteel onderzoek en ontdekte onder andere het naar hem
vernoemde Casimir-effect. Van 1956 tot 1972 had hij als lid van de raad van bestuur de leiding over
alle researchactiviteiten van Philips.
Op 11 oktober 1933 trad Casimir in het huwelijk met Josina Maria Jonker (1911-2011), een
natuurkundige die werkzaam was op het Kamerlingh Onnes Laboratorium. Uit dit huwelijk werden
een zoon en vier dochters geboren.
Werk
Supergeleiding
Samen met Cor Gorter ontwikkelde Casimir begin jaren 1930 het zogeheten tweevloeistoffenmodel (twee-fluïdamodel), een fenomenologische theorie waarmee ze trachten het
verschijnsel supergeleiding – het weerstandsloos geleiden van een elektrische stroom bij zeer lage
temperaturen – te verklaren. Op basis van de thermodynamica en de wetten van Maxwell werden
elektronen in een supergeleider beschouwd als een mengsel van twee vloeistoffen. De eerste was
'normaal' en verantwoordelijk voor de weerstand en de entropie; de tweede was 'supergeleidend' en
had geen weerstand en geen entropie. Hoewel het model niets zei over de aard van supergeleiding
kon Casimir er toch verschillende thermodynamische resultaten mee afleiden.
Later gebruikte Casimir de cyrofaciliteiten van het Kamerlingh Onnes Laboratorium in Leiden om
de effecten van onder andere paramagnetisme te bestuderen bij temperaturen nabij het absolute
nulpunt.
Casimir-effect
In 1948 voorspelde Casimir met Dirk Polder op theoretische gronden het Casimir-effect. Hij
voorspelde dat twee ongeladen parallelle metalen platen, die in een vacuüm zeer dicht bij elkaar
worden geplaatst, elkaar aantrekken. De platen gedragen zich als spiegels voor elektromagnetische
golven. In 1958 werd zijn vermoeden door Marcus Sparnaay experimenteel getest. De gevonden
resultaten waren niet in strijd met de theorie maar kampten met grote meetfouten. Pas in 1997 werd
een nauwkeurigere meting uitgevoerd en werd zijn effect experimenteel bevestigd. Het Casimireffect is van grote invloed op de mechanische eigenschappen van microstructuren, zoals MEMS
(micro-electromechanical systems) en NEMS (nano-electromechanical systems). Latere
experimenten met twee nauwkeurig naar elkaar toe bewegende metalen platen waarvan één metalen
plaat op kamertemperatuur is en waarbij de andere plaat een hogere temperatuur heeft, hebben
aangetoond dat naar gelang de afstand kleiner wordt gemaakt een steeds betere warmteoverdracht
ontstaat. Echter wanneer de afstand kleiner wordt dan de golflengte van de infrarood straling neemt
de warmteoverdracht weer af. Indien daarna er fysiek kontakt tussen de platen plaatsvindt neemt de
warmteoverdracht weer toe. Prof. H.B.G.Casimir bleef tot op hoge leeftijd actief: in 1999
publiceerde hij zijn laatste artikel.
Prijzen en lidmaatschappen
Hij was president van de Vereniging van Europese Natuurkundigen, lid en eerste president van de
Koninklijke Nederlandse Academie van Wetenschappen, buitenland lid van de US National
Academy of Engineering (NAE), de Britse Royal Society en andere toonaangevende natuurkundige
organisaties. Na zijn pensionering werd hij president van de European Physical Society (EPS). Hij
kreeg een tiental eredoctoraten en erelidmaatschappen en verscheidene Nederlandse en buitenlandse
onderscheidingen. In 1985 ontving hij de Matthieu Medal.
Vernoemd
De Koninklijke Nederlandse Academie van Wetenschappen en de Nordrhein-Westfälische
Akademie der Wissenschaften stelden in 1997 het Hendrik Casimir-Karl Ziegler
Onderzoekstipendium in met als doel de bevordering van de samenwerking tussen de Duitse en
Nederlandse wetenschapsbeoefening door het uitwisselen van jonge veelbelovende onderzoekers.
Ook is er in het Friese dorp Kollum een school naar hem vernoemd.
Literatuur
 Haphazard Reality. Half a Century of Science 1983 (New York: Harper and Row)
(autobiografie). Vertaald als Het toeval van de werkelijkheid. Een halve eeuw natuurkunde
(Meulenhoff, 1983)
 Waarneming en visie; over wetenschap en maatschappij, Meulenhoff, 1987