Crookes’ tube

i et berømt essay, der sammenligner de russiske forfattere Ivan Turgenev og Leo Tolstoy, citerer filosofen Esajas Berlin en mystisk sætning af den græske digter Archilocus: ‘ræven ved mange ting; pindsvinet ved en stor ting’. Berlin opdeler således forfattere i dem, der følger en enkelt ide stædigt, og dem, der kaster deres net mere bredt, men måske med mindre dybde. Blandt ræve af kemisk historie er Vilhelm Crookes, den store og kontroversielle victorianske polymat.

Crookes var søn af en succesrig Regent Street skrædder. Hans velhavende far fik ham interesseret i fotografering · at bygge ham et kælderlaboratorium i Familiehuset – hvilket til sidst førte til, at Crookes deltog i et kursus på det nye Royal College of Chemistry, hvor den karismatiske August Hofmann tiltrak nogle af de lyseste unge studerende.

han blev hurtigt Hofmanns assistent og passede nogle af de nye rekrutter, herunder den unge Vilhelm Perkin. Han fik også mange andre venner, herunder George Stokes og Michael Faraday. Deres indflydelse sikrede, at Crookes egne interesser på trods af sin mentors tilhørsforhold til organisk kemi forblev temmelig mere ‘fysiske’.

Crookes var banebrydende for videnskabelig fotografering, som han indså tillod forskere at observere fænomener usynlige for det blotte øje. Han tog endda fotografier af flammespektre flere år før Gustav Kirchhoff og Robert Bunsen, skønt han ikke var klar over betydningen af hans resultater. Men efter at have deltaget i en kongelig Institution diskurs, der antydede Bunsens spektroskopiske opdagelse af rubidium, satte Crookes sit hjerte på et eget element.

han tog korte undervisningsindlæg i Chester og begyndte at redigere London Photographical Society (LPS) journal, men havde derefter en livsændrende ide: han ville starte de kemiske nyheder, en billig ugentlig pjece, der rapporterede den seneste kemiske udvikling. Han blev snart fyret af LPS, men hans hjernebarn tog gradvist afsted.

i mellemtiden fortsatte han i sit hjemmelaboratorium sin jagt på et nyt element i hver mineralprøve, han kunne lægge hænderne på, og søgte metodisk efter uopkrævede spektroskopiske linjer. Endelig så han i prøver, hvorfra han havde isoleret selen til Hofmann, midt i de forventede linjer selen, natrium og lithium, en lysegrøn emission – et nyt element, som han kaldte thallium.

i løbet af de næste 10 år arbejdede Crookes mod voldsom konkurrence fra den franske kemiker Claude-August Lamy for at måle thalliums atomvægt. For at minimere luftens opdriftseffekt evakuerede han langsomt balancekammeret med en Sprengel-pumpe og testede vakuumet med en elektrisk udladning. Han fik til sidst en vægt, der ville stå uændret i 40 år. Men til hans overraskelse var målingerne afhængige af temperaturen * varmere genstande syntes lettere end køligere.

med hjælp fra sin strålende assistent Charles Gimingham udviklede Crookes stadig mere følsomme måder at veje små genstande på, balancere glimmer eller pithkugler på glasfibre suspenderet i en evakueret pære. Disse sarte balancer bevægede sig, når de blev udsat for lys; udøvede lyset et pres? Hans forslag havde en blandet modtagelse på Royal Society, tvinger ham tilbage til laboratoriet.

med Gimingham udviklede han en ‘lysmølle’ eller radiometer – fire folieflader, ansigterne sorte og hvide, ophængt fra et slankt glaskors på spidsen af en nål. Oplyst ville Skovlene spinde vanvittigt og ‘bevise’ hypotesen. Det var et lækkert følsomt instrument, der tillod meget delikate målinger af lysintensitet. Forklaringen var imidlertid forkert. Osborne Reynolds i Manchester viste, at skovlens hastighed var afhængig af gastrykket i pæren ved hjælp af James Clerk kinetisk teori til at redegøre for bevægelsen. Crookes indrømmede stille og modvilligt.

men han fokuserede nu på udledninger i evakuerede pærer. Kopieringseksperimenter af Faraday og Julius Pl Kristicker, Crookes brugte Giminghams nye pumpe · flere Sprengel – pumper arrangeret parallelt-for at bevæge sig til stadig lavere tryk. Mystiske glød inde i rørene pegede på en bevægelse af partikler, og Crookes observerede et mørkt område, der ville komme til at bære hans navn.

aldrig en krympende violet præsenterede Crookes spektakulære demonstrationer af’ hans ‘ rør. Med et metalkors inde i røret kunne man se en skarp skygge på de glødende vægge, hvilket beviser, at ‘strålerne’ rejste i lige linjer fra katoden. Mange af disse Crookes ‘ rør kan stadig findes i skolerne i dag, og jeg kan huske deres kæbefaldende undring, da jeg så dem som teenager i et mørkt Nairobi-klasseværelse.

selvom Crookes’ påstand om at have opdaget en ‘fjerde tilstand af materie’ kun var halvt rigtigt, skubbede hans eksperimenter udladningsfænomener fast op på fysikens dagsorden. Han ville først observere røntgenstråler med Crookes ‘ rør, og Joseph Thomson ville identificere elektronen, begyndende subatomære undersøgelser, der til sidst ville give os Radar og tv.

men Crookes’ interesser tog ham i andre, interessante retninger. Hans punning motto ‘Ubi Crookes, ibi luksus’ var enestående passende. Han lavede pærer med kulfilamenter (ironisk nok forlod Gimingham for at arbejde for Svanen og Edison). Hans spektroskopi af de sjældne jordarter hjalp med at hvile de kontroverser, der havde forfulgt den næsten uadskillelige gruppe af elementer i store dele af århundredet. Og i sine senere år udviklede Crookes formuleringer af glas for at beskytte fabriksarbejdernes øjne mod blænding fra støberier og glasværker, opfindelser gentog i dag i didym-specifikationerne, der blev brugt af glasblæsere. De kemiske nyheder forblev påkrævet læsning for kemikere indtil hans død i 1919.

så hvis Crookes var en mand af mange dele, hvilken er du: pindsvin eller ræv?

Andrea Sella (@Sellathechemist) underviser i kemi ved University College London, UK