Βάλτερ Νερνστ

Ο Βάλτερ Χέρμαν Νερνστ (Walther Hermann Nernst, 25 Ιουνίου 1864 – 18 Νοεμβρίου 1941) ήταν Γερμανός φυσικοχημικός, γνωστός για τις θεωρίες του για τον υπολογισμό της χημικής συγγενείας και την ενσωμάτωσή τους στον Τρίτο νόμο της Θερμοδυναμικής, επιτεύγματα που του απέφεραν τη βράβευση με το Βραβείο Νόμπελ Χημείας του 1920. Ο Νερνστ βοήθησε στη θεμελίωση της σύγχρονης φυσικοχημείας και συνεισέφερε στην ηλεκτροχημεία, τη θερμοδυναμική, τη χημεία στερεάς καταστάσεως και τη φωτοχημεία. Είναι επίσης γνωστός για την ομώνυμη εξίσωση.

Ζωή και σταδιοδρομία

Οικογένεια και σπουδές

Ο Νερνστ γεννήθηκε στο Μπρίζεν της Δυτικής Πρωσίας - Πομερανίας (το σημερινό Βαμπρζέζνο της Πολωνίας) και ήταν γιος του δικαστή Γκούσταφ Νερνστ (1827-1888) και της Οτίλι Νέργκερ (Ottilie Nerger, 1833-1876). Ο Βάλτερ είχε τρεις αδελφές, μεγαλύτερές του σε ηλικία, και ένα νεότερό του αδελφό. Η τρίτη αδελφή απεβίωσε από χολέρα. Ο Βάλτερ πήγε δημοτικό στο Γκράουντεντς. Σπούδασε φυσική και μαθηματικά στα πανεπιστήμια της Ζυρίχης, του Βερολίνου, του Γκρατς και του Βύρτσμπουργκ, από όπου και έλαβε το διδακτορικό του το 1887. Δύο χρόνια αργότερα ολοκλήρωσε και τη διατριβή του επί υφηγεσία στο Πανεπιστήμιο της Λειψίας. Ακαδημαϊκός του σύμβουλος υπήρξε ο Λούντβιχ Μπόλτζμαν.

Προσωπική ζωή
Για τον Νερνστ έχει λεχθεί ότι διέθετε «πολυτεχνικό» μυαλό, με την έννοια ότι σκεπτόταν πάντοτε τρόπους να εφαρμόσει τις νέες ανακαλύψεις στη βιομηχανία. Τα χόμπι του περιελάμβαναν το κυνήγι και το ψάρεμα.

Το 1892 ο Νερνστ πήρε ως σύζυγό του την `Εμμα Λόχμαγιερ (Lohmeyer), με την οποία απέκτησαν δύο γιους και τρεις κόρες. Και οι δύο γιοι του Βάλτερ Νερνστ σκοτώθηκαν πολεμώντας στον Α΄ Παγκόσμιο Πόλεμο. Ο Νερνστ υπήρξε συνάδελφος του Σβάντε Αρρένιους, πρωτοπόρου της θεωρίας των αερίων θερμοκηπίου, και πρότεινε να βάλουν φωτιά σε μη χρησιμοποιήσιμα κοιτάσματα άνθρακα για να αυξήσουν την παγκόσμια μέση θερμοκρασία. Ο Νερνστ υπήρξε επιφανής επικριτής του Χίτλερ και του ναζισμού, και οι τρεις κόρες του παντρεύτηκαν Εβραίους. Το 1933 η άνοδος του ναζισμού στην εξουσία τερμάτισε τη σταδιοδρομία του ως επιστήμονα. Απεβίωσε σε ηλικία 77 ετών στο Τσίμπελε της Λουσατίας (τη σημερινή Νίβιτσα της Πολωνίας), αλλά η σορός του αναπαύεται κοντά σε εκείνες των Μαξ Πλανκ, Ότο Χαν και Μαξ φον Λάουε στο Γκέτινγκεν της Γερμανίας
.

Σταδιοδρομία και έρευνες

Αφού εργάσθηκε για λίγο στη Λειψία, ο Νερνστ ίδρυσε το «Ινστιτούτο Φυσικής Χημείας και Ηλεκτροχημείας» στο Γκέτινγκεν. Το 1897 επινόησε έναν ηλεκτρικό λαμπτήρα χρησιμοποιώντας μία πυρακτωμένη κεραμική ράβδο-νήμα από οξείδια σπανίων γαιών. Η εφεύρεσή του, γνωστή ως «λαμπτήρας Νερνστ» ήταν ο διάδοχος του λαμπτήρα βολταϊκού τόξου άνθρακα και ο πρόδρομος του λαμπτήρα πυρακτώσεως. Ο Νερνστ ερεύνησε την ωσμωτική πίεση και έθεσε τις βάσεις της ηλεκτροχημείας. Το 1905 διετύπωσε αυτό που αποκαλούσε «νέο θεώρημα της θερμότητας» και έγινε αργότερα γνωστό ως ο Τρίτος Νόμος της Θερμοδυναμικής (που περιγράφει τη συμπεριφορά της ύλης σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν). Πολλοί τον θυμούνται κυρίως για αυτή τη συνεισφορά του, καθώς προσέφερε ένα μέσο προσδιορισμού των ελεύθερων ενεργειών (και επομένως των σημείων ισορροπίας) των χημικών αντιδράσεων από μετρήσεις θερμότητας. Ο Θήοντορ Ρίτσαρντς ισχυρίσθηκε ότι ο Νερνστ του είχε κλέψει την ιδέα, αλλά ο Νερνστ θεωρείται γενικώς ο πατέρας της ανακαλύψεως.

Το 1911 ο Νερνστ και ο Πλανκ υπήρξαν οι βασικοί διοργανωτές του πρώτου Συνεδρίου Σολβέ στις Βρυξέλλες. Το 1918, αφού μελέτησε φωτοχημεία, ο Νερνστ πρότεινε τη θεωρία της αλυσιδωτής αντιδράσεως ατόμων. Σύμφωνα με αυτή, μία χημική αντίδραση στην οποία παράγονται ελεύθερα άτομα, τα οποία μπορούν να διασπάσουν μόρια προς ακόμα περισσότερα ελεύθερα άτομα, έχει ως αποτέλεσμα μία αλυσιδωτή (χημική) αντίδραση. Η θεωρία του είναι το χημικό αντίστοιχο της πυρηνικής αλυσιδωτής αντιδράσεως κατά την πυρηνική σχάση.

Το 1920 ο Νερνστ τιμήθηκε με το Βραβείο Νόμπελ Χημείας σε αναγνώριση των ερευνών του στη θερμοχημεία, ενώ το 1928 με το Μετάλλιο Φραγκλίνου. Το 1924 έγινε διευθυντής του Ινστιτούτου Φυσικής Χημείας στο Βερολίνο, μία θέση που διατήρησε μέχρι το 1933. Συνέχισε με έρευνα στην ηλεκτροακουστική και την αστροφυσική.

Ο Νερνστ σχεδίασε ένα ηλεκτρικό πιάνο, το «Neo-Bechstein-Flügel» (1930) σε συνεργασία με τις εταιρείες Bechstein και Siemens. Το πιάνο αυτό χρησιμοποιούσε την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή για να παράγει ηλεκτρονικά τροποποιημένο και ενισχυμένο ήχο με τον ίδιο τρόπο που τον παράγει μία ηλεκτρική κιθάρα.

Η άλλη του εφεύρεση, ο «λαμπτήρας Νερνστ» (η ίδια αρχή θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε μία ηλεκτρική θερμάστρα), είναι και σήμερα σημαντική στο πεδίο της φασματοσκοπίας υπερύθρου, καθώς λειτουργεί βέλτιστα για την εκπομπή ακτινοβολίας σε μήκη κύματος από 2 ως 14 μικρά (μm).

Επιλεγμένες δημοσιεύσεις
 Walther Nernst: Begründung der Theoretischen Chemie: Neun Abhandlungen, 1889–1921 (Θεμελίωση της θεωρητικής χημείας: Εννέα δημοσιεύσεις, 1889–1921), Verlag Harri Deutsch, Φραγκφούρτη, περ. 2003, ISBN 3-8171-3290-5
 Walther Nernst: Die theoretischen und experimentellen Grundlagen des neuen Wärmesatzes (Οι θεωρητικές και πειραματικές βάσεις του Νέου Θεωρήματος της Θερμότητας), εκδ. W. Knapp, Halle 1918. Περιέχει κατάλογο εργασιών στη θερμοδυναμική από το ινστιτούτο του Πανεπιστημίου του Βερολίνου (1906–1916).
 Walther Nernst: Theoretische Chemie vom Standpunkte der Avogadroschen Regel und der Thermodynamik (Η θεωρητική χημεία από την άποψη του Νόμου του Αβογκάντρο και της θερμοδυναμικής), εκδ. F. Enke, Στουτγάρδη 1893 (5η έκδοση 1923).

Ονομάσθηκαν προς τιμή του
Λαμπτήρας Νερνστ
 Εξίσωση Νερνστ
 Φαινόμενο Νερνστ
 Δυναμικό Νερνστ
 Εξίσωση Νερνστ–Πλανκ

Παραπομπές

Βιβλιογραφία

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

 
  – Βιβλιοπαρουσίαση του έργου της Diana Barkan Walther Nernst and the Transition to Modern Physical Science
 «Hermann Walther Nernst, Nobel Prize in Chemistry 1920: Prize Presentation». Παρουσίαση από τον καθηγητή Gerard de Geer, πρόεδρο της Βασιλικής Σουηδικής Ακαδημίας Επιστημών.
 Schmitt, Ulrich: Walther Nernst. Φυσικοχημικό Ινστιτούτο, Γκέτινγκεν
 

Γερμανοί χημικοί
Γερμανοί φυσικοί
Βραβευμένοι με Νόμπελ Χημείας
Γερμανοί νομπελίστες
Χημικοί του 20ού αιώνα