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Peter Joseph Wilhelm Debye

Nobelpreis für Chemie 1936

Wahljahr: 1932
Sektion: Physik
Stadt: Ithaca, NY
Land: USA

Forschung

Peter Debye war ein niederländisch-amerikanischer Physiker, der sich schon frühzeitig mit quantenphysikalischen Problemen befasste. Auf seinen Namen gehen unter anderem das Debye-Modell zum Verständnis der spezifischen Wärmekapazität von Materie nahe 0 Kelvin zurück, zudem der Debye-Radius, das Debye-Scherrer-Verfahren, die Debye-Hückel-Theorie sowie die Debye-Funktion. Außerdem ist die cgs-Einheit (1 Debye) des elektrischen Dipolmoments nach ihm benannt. Für seine Arbeiten zur Bestimmung von Molekülstrukturen durch die Untersuchung von Dipolmomenten sowie zur Beugung von Röntgenstrahlen und Elektronen in Gasen erhielt Peter Debye 1936 den Nobelpreis für Chemie.

Werdegang

Peter Debye studierte an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule in Aachen Elektrotechnik. Nach Beendigung seines Studiums im Jahr 1905 arbeitete er dort als Assistent für Technische Mechanik. 1906 ging er als Assistent an die Universität München, wo er am 1. Juli 1908 im Bereich theoretische Physik promoviert wurde. Im Juli 1910 folgte die Habilitation. Im Jahr darauf wurde Debye als Extra-Ordinarius für theoretische Physik an die Universität Zürich (ETH) berufen, wo er Nachfolger von Albert Einstein wurde. Es folgten Professuren an den Universitäten Utrecht (1912), Göttingen (1913), Zürich (1920), Leipzig (1927), wo zu jener Zeit auch Werner Heisenberg lehrte, sowie Berlin (1934). Gastaufenthalte führten ihn immer wieder in die Vereinigten Staaten, so zum Beispiel im Jahr 1932 an das Massachusetts Institute of Technology in Cambridge (Massachusetts), an die Ohio State University in Columbus (Ohio) und an die University of California in Berkeley. Außerdem gab Debye ab 1915 die „Physikalische Zeitschrift“ heraus.

Im Jahr 1935 wurde er Direktor des Kaiser-Wilhelm-Instituts für Physik in Berlin. Zwischen 1937 und 1939 war er zudem Vorsitzender der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG). Zu seinen Pflichten in diesem Amt zählte im Jahr 1938 auch die Aufforderung zum Austritt an alle noch verbliebenen jüdischen Mitglieder. Diese Handlung führte später in seinem Heimatland Niederlande zu einer breiten historischen Diskussion über Debyes Rolle in der Zeit des Nationalsozialismus. Sie wurde schließlich von einer wissenschaftlichen Kommission untersucht. Im Ergebnis wurde Debye entlastet.

Bereits in den ersten Wochen nach Beginn des Zweiten Weltkriegs forderten die deutschen Behörden den Niederländer Debye dazu auf, die deutsche Staatsangehörigkeit anzunehmen, da er sonst seine Forschungstätigkeit aufgeben müsse. Debye lehnte dies ab und ging 1940 mit Frau und Sohn in die Vereinigten Staaten, wo er fortan an der Cornell University in Ithaca (New York) lehrte. Ein Jahr später nahm er die US-Staatsbürgerschaft an. In den USA beschäftige er sich vor allem mit dem Verständnis von Polymermolekülen. Ein Gebiet, das während des zweiten Weltkriegs zu kriegswichtiger Kunststoff-Forschung führte. Die Polymerforschung setzte Debye auch nach Kriegsende fort. 1952 ging er in den Ruhestand, forschte an der Cornell-University jedoch bis zu seinem Tod im Jahr 1966 weiter.

Nobelpreis

Bereits in seinen frühen Jahren modifizierte Debye die Theorie der spezifischen Wärme Albert Einsteins. Er berechnete die Wahrscheinlichkeit jeder beliebigen Frequenz einer Molekülschwingung bis zu einer stoffspezifischen, maximalen Frequenz (Debye-Temperatur). Die Theorie der spezifischen Wärme war einer der ersten theoretischen Erfolge der Quantentheorie. In seiner Göttinger Zeit entwickelte Debye gemeinsam mit Paul Scherrer eine Methode zur Strukturanalyse von Kristallen. Außerdem erarbeitete dieses Duo 1916 eine Methode zur Bestimmung der Atomstruktur von Kristallen mittels Röntgenstrahlen, die unter dem Namen Debye-Scherrer-Verfahren bekannt wurde.

1923 begann Debye an einer Theorie der Elektrolyte zu arbeiten. Er veröffentlichte zwei Arbeiten gemeinsam mit seinem Schüler Erich Hückel. Darin wurden bis dato bestehende Unklarheiten in der Betrachtung der Elektrolyte beseitigt. Vor allem konnte die Frage der vollständigen oder teilweisen Dissoziation von starken Elektrolyten geklärt werden. Debye konnte zeigen, dass vollständige Dissoziation vorliegt. Diese Forschungen sind heute unter dem Begriff Debye-Hückel-Theorie bekannt. Die gesamte moderne physikalische Chemie der Elektrolyte geht auf Arbeiten von Debye zurück.

Für seine Studien zu Molekülstrukturen und Dipolmomenten sowie zur Bestimmung der Molekülstruktur von Substanzen mit Hilfe der Beugung von Röntgenstrahlen erhielt Peter Debye im Jahr 1936 den Nobelpreis für Chemie. Er nahm den Preis an, obwohl dies Wissenschaftlern in Deutschland seit 1935 verboten war. Als ihn die Nationalsozialisten daraufhin zur Rede stellten, soll er mit Blick auf seine damals noch niederländische Staatsangehörigkeit geantwortet haben: „Meine Königin habe ich gefragt.“

Auszeichnungen

Debye erhielt zahlreiche weitere Auszeichnungen, darunter die Priestley-Medaille der American Chemical Society (1963), die Rumford-Medaille der Royal Society in Großbritannien (1930), die Lorenz-Medaille der Königlich-Holländischen Akademie in Amsterdam (1935), die Franklin-Medaille des Franklin-Instituts in Philadelphia (1937), die Willard-Gibbs-Medaille der American Chemical Society (1949), die Max-Planck-Medaille der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (1950) sowie die National Medal of Science, die vom Präsidenten der Vereinigten Staaten vergeben wird (1965).

Er war zudem Mitglied der Sächsischen Akademie der Wissenschaften zu Leipzig sowie der Heidelberger Akademie der Wissenschaften und ab 1932 der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina. Zudem verliehen ihm zahlreiche Universitäten die Ehrendoktorwürde, darunter die Boston University, Universität Brüssel (1934), Harvard University, Universität Liege (1935), New York University, University of Notre Dame, Indiana, ETH Zürich (1955) sowie die Universität Mainz und die RWTH Aachen (beide 1959).

Zur Person

Peter Debye wurde als Petrus Debije am 24. März 1884 in Maastricht in den Niederlanden geboren. Sein Vater Joannes Wilhelmus Debije arbeitete als Meister in einer Metallwarenfabrik, seine Mutter war Kassiererin an einem Theater. Er hatte vier jüngere Schwestern.

Im Jahr 1913 heiratete er Mathilde Alberer. Das Paar bekam zwei Kinder. Sohn Peter (geboren 1916) wurde später ebenfalls Physiker und arbeitete auch mit dem Vater zusammen.

Zu Ehren von Peter Debye vergibt die American Chemical Society den Peter Debye Award in Physikalischer Chemie. In der Stadthalle seiner Geburtsstadt Maastricht erinnert eine Statue an Debye. Peter Debye starb am 2. November 1966 in Ithaca, New York.

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