I 1968 ble Lars Onsager tildelt Nobelprisen i kjemi for sine grunnleggende arbeider innen irreversibel termodynamikk. Hans arbeid har hatt stor betydning for videre forskning innen både biologi, fysikk og kjemi ved NTNU og ellers i verden.

Lars Onsager ble utdannet sivilingeniør ved det daværende NTH i 1925, og tok doktorgraden ved Yale University i 1935.

Kilder

• Boka Norske nobelprisvinnere, Olav Njølstad (red.)
• Store Norske Leksikon

«Matematiker’n»

Lars Onsager, født i1903, begynte på kjemi-ingeniørstudiet ved det daværende NTH allerede som 17-åring.

Onsager var en ivrig student, og skaffet seg også kunnskap langt utenom pensum. Han skaffe seg på egen hånd omfattende matematikkunskaper. Medstudentene kalte Onsager «matematiker’n».

Han ble ferdig utdannet sivilingeniør i 1925.

Eksperimentelle undersøkelser

Kjemi-professorene Oscar Collenberg og Claus N. Riiber var viktige inspiratorer for Onsager under studiet i Trondheim

Onsager fattet interesse for Riibers eksperimentelle undersøkelser av hastigheten på kjemiske reaksjoner i sukkerarter, hvor to eller tre ulike former av et stoff kan gå over i hverandre.

Et polarimeter, som vist på bildet, ble brukt under disse undersøkelsene.

Dette var starten på Onsagers arbeid med koplete prosesser, som senere skulle lede til Nobel-prisen.

Til USA

NTH ble på den tiden kalt «Den norske amerikalinjen». Enkelte år migrerte så mange som 200 norske sivilingeniører.

Lars Onsager fikk tilbud om jobb fra John Hopkins University i Baltimore, USA, noe han takket ja til.

Onsager kom flere ganger på besøk til NTH i løpet av karrieren, og ble utnevnt til æresdoktor ved NTH i 1960.

«Sadistical mechanics»

Lars Onsager var en stor vitenskapsmann, men han var ikke kjent som noen god foreleser.

Fagene han underviste ved universitetene i USA ble spøkefullt omtalt som “Norwegian I and II” eller “Sadistical Mechanics”.

Onsager-teorien

Etter oppholdet på John Hopkins University ble Onsager ansatt ved Brown University

Her skrev han det arbeidet i irreversibel termodynamikk, som han langt senere skulle få Nobel-prisen for.

Det skulle gå 37 år fra han publiserte arbeidet til han fikk utmerkelsen.

Irreversibel termodynamikk - L_ij = L_ji

Termodynamikk tar for seg sammenhengene mellom energi, varme og arbeid. I klassisk termodynamikk behandles i hovedsak bare reversible prosesser, det vil si prosesser der et system etter en rekke forandringer kan komme tilbake til utgangstilstanden uten at dette har ført til varige forandringer.

Lars Onsager studerte forholdet mellom strømmer og krefter i systemer som utveksler stoff og energi med sine omgivelser. Disse systemene er ikke i likevekt, men kan inneholde lokale likevekter.

Onsagers gjensidighetsrelasjoner (resiprositetsrelasjoner), ga grunnlaget for den moderne teorien om irreversible prosesser. Dette er sentrale redskaper til å beskrive forandringer som skjer i biologiske så vel som industrielle systemer, og er mye brukt både i fysikk, kjemi og biologi.

Lars Onsagers gjensidighetsrelasjoner bygde på antakelsen om mikroskopisk reversibilitet, som betyr at bevegelser på molekylnivå ikke forandrer karakter, selv om vi ser på dem framover eller bakover i tid. Når vi kjører en film baklengs, ser hendelsene absurde ut, men tenker vi oss en tilsvarende film som viser atomer og molekyler i bevegelse, ville vi ikke klart å avgjøre om filmen ble kjørt forlengs eller baklengs. På atomær skala er det full symmetri mellom fortid og fremtid.

Onsagers beskrivelse av dette er ofte kalt termodynamikkens fjerde lov.

Nobel-prisen

Lars Onsager ble tildelt Nobel-prisen i kjemi i 1968.

Nobel-prisvinnere i 1968 var:

• Gobind Khorana (Physiology or medicine)
• Robert W. Holley (Physiology or medicine)
• Luis Alvarez (Physics)
• Marshall Warren Nirenberg (Physiology or medicine)
• Lars Onsager (Chemistry)
• Yasunari Kawabata (Literature).

Bedre sent enn aldri

I tillegg til resiprositetsrelasjonene, gjorde Lars Onsager andre vitenskapelige oppdagelser som kunne gitt ham Nobel-prisen.

Onsager ble flere ganger foreslått som kandidat for æresbevisningen, både innen fysikk og kjemi. Første gang han ble foreslått var i 1952, 16 år før han faktisk fikk prisen.

Arven etter Onsager

Onsagers oppdagelser har hatt stor betydning for forskning innen både biologi, fysikk og kjemi.

Faggruppen for irreversibel termodynamikk ved Institutt for kjemi, og PoreLab senter for fremragende forskning er blant forskningsgruppene som fører Onsagers arv videre.

Blant de områdene hvor faggruppene bruker Onsagers teorier som utgangspunkt for sitt arbeid, er forskning på brenselceller, transport av olje og gass og kjemiske reaktorer i ulike industrielle prosesser.