Нобелови лауреати – Питър Дебай

Петрус Йозефус Вилхелмус Дебайе или Питър Дебай (Petrus Josephus Wilhelmus Debye),

24 март 1884 г. – 2 ноември 1966 г.

Нобелова награда за химия, 1936 г.

(За приноса му за разбирането на молекулната структура в хода на изследванията на диполния момент и дифракциите на рентгенови лъчи и електрони в газове.)

Холандско-американският физик Питър Джоузеф Уилям Дебай (Петрус Йозефус Вилхелмус Дебайе) е роден в гр. Маастрихт, Холандия, в семейството на Мария (Рюмкенс) Дебайе и Вилхелмус Йоханес Дебайе, контрольор във фирма за производство на метални жици. В началното и средното училище учи чужди езици, математика и естествознание. След края на училището през 1901 г. постъпва в Аахенския технически университет н Германия със специалност електроинженер.

В Аахен Дебай (така по-късно започва да изписва фамилното си име) проявява интерес към химията и физиката. Един от неговите преподаватели, физикът Макс Вин, му разрешава да прави не много сложни експерименти в институтската физическа лаборатория, когато е свободна, което събужда интереса му към научни изследвания. Още като студент в последния курс той е вече асистент на Арнолд Зомерфелд, който по-късно става професор по техническа механика.

През 1906 г., една година след като получава дипломата си на електроинженер, Дебай се мести заедно със Зомерфелд в Мюнхенския университет, където работи в продължение на пет години като негов помощник. През 1908 г. завършва своята дисертация за налягането на светлината върху сфери, притежаващи електрически свойства, и получава степента доктор по физика. Две години по-късно става лектор в Мюнхенския университет, но го напуска през 1911 г., като отива в Цюрихския университет в Швейцария при Алберт Айнщайн, където става професор по теоретична физика.

В Цюрих Дебай започва да изследва структурите на молекулите. Макар че химическият състав на сложните молекули е в основни линии вече известен, по това време има само ограничени данни за физическите и структурните връзки между атомите. В продължение на една година Дебай съсредоточава вниманието си върху разпределението на електрическите заряди в атомите и молекулите. Особен интерес проявява към полярността (ориентацията на положителните и отрицателните заряди) и открива, че знанията за степента на полярност (диполния момент на молекулата и съставящите я атоми) позволяват да се прецени относителното разположение на химически съединените атоми. Дебай преразглежда също така квантовата теория на Айнщайн за специфичния топлинен коефициент (количеството енергия, необходимо за повишаване на температурата на веществото с 1°С) и извежда формула за изчисляване на асоциативната температура, която днес се нарича температура на Дебай.

През 1912 г. Дебай се мести в Утретския университет в Холандия, а след две години става професор по теоретична физика в Гьотингенския университет, където остава през следващите шест години. По това време в молекулярните изследвания на Дебай се появява ново направление, което се опира на неотдавнашното откритие на Макс фон Лауе, гласящо, че рентгеновите лъчи, преминавайки през кристали, се отклоняват в зависимост от природата на изследвания образец. Като знае, че дължината на вълната на рентгеновите лъчи е достатъчно малка за измерване на разстоянията между атомите и молекулите, Дебай демонстрира взаимната връзка между отклоняващите се лъчи и топлинното движение на атомите в кристалите. Решението се появява през 1916 г., когато, работейки с Паул Шерер, Дебай разбира, че дори в праха на най-дребните или неидеални кристали достатъчно количество кристали се разполагат по такъв начин, че получените данни от дифракцията на рентгеновите лъчи могат да се характеризират с молекулярната структура на тези кристали. Заедно с Шерер той разработва метод за изследване на структурата на фините кристални материали с помощта на дифракция на рентгеновите лъчи (метод на Дебай-Шерер).

През 1920 г. Дебай се връща в Швейцария, където заема престижния пост директор на Физическия институт към Федералния технологичен институт, като едновременно с това е професор по физика в Цюрихския университет. През следващите няколко години той допринася фундаментално за изучаване на силните електролити, вещества, които се разпадат в разтвори на положителни и отрицателни йони. Теорията на Дебай-Хюкел, публикувана през 1923 г., позволява математически точно да се изчисли йонната сила на разтворите при силните електролити. През същата 1923 г. Дебай разработва теорията за комптъновия ефект (наречен така в чест на Артър Х. Комптън), даавща допълнително доказателство за вълново-корпускулярната природа на светлината.

Между 1927 и 1934 г. Дебай изучава в Лайпцигския университет дифракцията на рентгеновите лъчи при измерването на междуатомните разстояния в газовете и продължава изследванията си, свързани с диполната теория и електролитите. След това се прехвърля в Берлинския университет, където под негов контрол се създава Института за физика "Кайзер Вилхелм" (днес Институт "Макс Планк"). Там той използва електролитите при дифракционната си работа с газовете.

Макар да са му дадени гаранции, че като гражданин на Холандия може да работи в Берлин, през 1939 г. Дебай е уволнен от лабораторията за това, че няма немско гражданство. Възмутен от това решение, той отива да чете лекции в Корнелския университет в Итака (щат Ню Йорк) и остава там, като скоро става декан на химическия факултет. В резултат от неговата работа в Корнелския университет и в лабораториите на компанията "Бел" са разработени нови начини за изчисляване на размерите на молекулите на сложните полимери.

През 1946 г. Дебай получава американско гражданство. През 1952 г. подава напуска след оставка Корнелския университет, където му присъждат званието почетен професор. Но и след това продължава изследванията си за полимерите. Освен че чете лекции, през 1960 г. Дебай отделя много време и за организирането на Научно-технологичния институт към Мичиганския университет.

През 1914 г. Дебай се жени за Матилде Алберер, семейството има син и дъщеря. Колегите и студентите му знаят колко дружелюбно и внимателно се отнася той към всички и го ценят като прекрасен лектор. В свободното си време Дебай обича да се занимава с риболов. Умира в Итака от сърдечен удар.

Освен с Нобелова награда Девай е удостоен и с много други награди. Връчен му е медалът Румфорд на Лондонското кралско дружество (1930 г.), медалът Х. Лоренц на Кралската академия на науките и изкуствата на Холандия (1935 г.), медала Франклин на Франклиновия институт (1937 г.), медала Дж. Уилърд Гибс (1949 г.) и медала Дж. Пристли на Американското химическо дружество (1963 г.). Присъдени са му също така почетни научни степени на Харвардския университет, Бруклинския политехнически институт, университета "Св. Лаврентий", Колгейтския университет, Федералиня цюрихски технологически институт, Бостънския колеж, Оксфордския университет и университетите в Брюксел, Лиеж и София. Член е на Лондонското кралски дружество, Американското физическо дружество, Американското химическо дружество, Американското философско дружество, Франклиновия институт, Кралската академия на науките и изкуствата на Холандия, Брюкселското научно дружество, Академиите на науките в Гьотинген, Мюнхен, Берлин, Бостън и Вашингтон. Чуждестранен член на Академията на науките на СССР.

Превод от руски: Павел Б. Николов