Pieter Zeeman

Nuoruus

Zeeman syntyi pienessä Zonnemairen kylässä vuonna 1865. Hänen vanhempansa olivat paikallinen pappi Catharinus Forandinus Zeeman ja tämän vaimo Wilhelmina omaa sukua Worst. Zeeman oli jo nuoresta asti kiinnostunut fysiikasta. Ollessaan vasta koulupoika vuonna 1883, hän havainnoi revontulia. Zeemanin piirrokset ja selitykset ilmiöstä julkaistiin arvostetussa tieteen aikakauslehdessä Naturessa. Lehden editori oli kehunut tarkkoja havaintoja, jotka ”professori Zeeman oli tehnyt observatoriossaan Zonnemairessa”. Samana vuonna Zeeman valmistui Zierikzeessä käymästään oppikoulusta ja aloitti kaksi vuotta kestävän klassisten kielten opiskelun Delftissä päästäkseen opiskelemaan yliopistoon.

Opiskeluvuodet

Zeeman asettui asumaan lukion vararehtorin J. W. Lelyn luokse. Olosuhteet olivat Zeemanin tieteellisten lahjojen kannalta suotuisat. Delftissä Zeeman tapasi Heike Kamerlingh Onnesin, josta tuli toinen hänen ohjaajistaan, kun hän vuonna 1885 aloitti opinnot Leidenin yliopistossa. Onnes hämmästyi Zeemanin intohimoisesta asenteesta kokeiden tekemisen suhteen, ja samalla syntyi pohja Zeemanin ja Onnesin väliselle ystävyydelle. Toinen Zeemanin ohjaajista oli alankomaalainen Hendrik Lorentz. Lorentzin assistenttina hän tutki muun muassa Kerrin ilmiötä, jolla oli tärkeä rooli Zeemanin tulevaisuudessa julkaistavassa työssä. Lorentz opetti kokeellista fysiikkaa ja Onnes, jonka oppilaana Zeeman suurimmaksi osaksi oli, mekaniikkaa. Zeeman väitteli aiheesta tohtoriksi vuonna 1893. Valmistumisensa jälkeen Zeeman työskenteli yhden lukukauden F. Kohlrauschin instituutissa Emil Cohnin alaisena. Tämän jälkeen hän palasi Leideniin ja sai yliopistosta dosentin viran, missä hän pysyi vuoteen 1897 asti.
Zeeman meni naimisiin 1895 Johanna Elisabet Lebretin kanssa. He saivat yhden pojan ja kolme tytärtä.

Aikuisikä

Vuonna 1897, vuotta ennen hänen suurta löytöään, Zeemania pyydettiin lehtoriksi Amsterdamin yliopistoon. Zeeman hyväksyi tarjouksen ja kolme vuotta myöhemmin Zeemania varten luotiin ylimääräinen professuuri. Eläkeikään päässyt van der Waals päätti jättää työnsä ja siirtyä eläkkeelle vuonna 1908, ja Waalsin seuraajaksi päätettiin valita Zeeman, joka työskenteli samanaikaisesti Director of the Physics Institutessa. Zeeman pysyi molemmissa ammateissa kunnes vuonna 1935 hän päätti jättää fysiikan tutkimisen ja siirtyä eläkkeelle.
Zeeman kuoli lyhen sairastelun jälkeen lokakuussa vuonna 1943.

Tieteellinen ura

Vuosina 1896 ja 1897 Pieter Zeeman julkaisi sarjan papereita, joissa hän raportoi havaitsemastaan ilmiöstä, joka sittemmin nimettiin Zeemanin ilmiöksi. Hän oli havainnut säteilevän kaasun spektriviivojen hajoavan useampaan osaan, kun kaasu laitetaan voimakkaaseen magneettikenttään. Tämä havainto oli tärkeä, sillä atomin tarkkaa rakennetta ei vielä tunnettu. Lorentzin teoreettisten tarkastelujen pohjalta pystyttiin osoittamaan, että atomissa on negatiivisesti varautuneita keveitä hiukkasia. Vasta noin vuotta myöhemmin J. J. Thomson havaitsi katodisäteitä tutkiessaan atomin perushiukkasen elektronin.
Zeemanin löydön merkitys ymmärrettiin heti ja niinpä hänet kutsuttiin luennoitsijaksi Amsterdamin yliopistoon heti vuonna 1897 ja 1900 hänet nimitettiin professoriksi. Ohjaajansa Lorentzin kanssa hän vastaanotti Nobelin fysiikanpalkinnon 1902 tutkimuksestaan magnetismin vaikutuksesta säteilyilmiöön. Viisi vuotta myöhemmin, 1908, hänet nimettiin van der Waalsin viran perijäksi tämän jäätyä eläkkeelle. Samaan aikaan hän myös toimi fysiikan laboratorion johtajana. Vuonna 1923 Zeemanille suunniteltiin uusi laboratorio, joka kantoi hänen nimeään. Hän jäi eläkkeelle vuonna 1935.