پیتر دبای

پیتر یوزف ویلم دبای (هلندی: Petrus Josephus Wilhelmus Debije؛ ۲۴ مارس ۱۸۸۴ – ۲ نوامبر ۱۹۶۶) فیزیکدان و شیمیدان برجسته اهل هلند و بعدها ایالات متحده آمریکا بود که به خاطر مشارکت‌های بنیادین در حوزه شیمی فیزیک و فیزیک ماده چگال شهرت جهانی دارد. او در سال ۱۹۳۶ «برنده جایزه نوبل شیمی» شد. 

آثار علمی او در زمینه‌های گوناگونی مانند نظریه دی‌الکتریک، پراکندگی اشعه ایکس، ساختار مولکولی و رفتار الکترولیت‌ها، تأثیری عمیق بر شیمی و فیزیک مدرن گذاشته است. مفاهیمی چون طول دبای، مدل دبای، روش دبای-شرر و نظریه دبای-هوکل از جمله میراث‌های علمی او به شمار می‌روند.

 زندگی‌نامه و تحصیلات 

پیتر دبای در شهر ماستریخت در هلند به دنیا آمد. پدرش یک کارگر کارخانه تولید سیم بود و نام خانوادگی اصلی آن‌ها "Debije" بود که پیتر بعدها آن را به شکل انگلیسی‌شده "Debye" تغییر داد. تحصیلات ابتدایی و دبیرستان را در زادگاهش گذراند و سپس در سال ۱۹۰۱ وارد دانشگاه صنعتی آخن در آلمان شد تا در رشته مهندسی برق تحصیل کند.

در آخن، او تحت تأثیر استاد فیزیک خود، آرنولد زومرفلد، قرار گرفت و علاقه‌اش به فیزیک نظری افزایش یافت. زومرفلد استعداد او را تشخیص داد و او را به عنوان دستیار خود انتخاب کرد. دبای در سال ۱۹۰۵ مدرک کارشناسی مهندسی و در سال ۱۹۰۸ دکترای خود را با رساله‌ای در مورد فشار تشعشع دریافت کرد.

پس از فارغ‌التحصیلی، او به عنوان استاد فیزیک نظری در دانشگاه مونیخ به زومرفلد پیوست. در سال ۱۹۱۱، او به عنوان استاد فیزیک نظری به دانشگاه زوریخ در سوئیس نقل مکان کرد و در همانجا بود که مهم‌ترین تحقیقات اولیه خود را آغاز نمود.

 دوران فعالیت و دستاوردهای علمی 

 دیپل‌های مولکولی و نظریه دی‌الکتریک 

یکی از اولین و مهم‌ترین دستاوردهای دبای، توسعه نظریه دی‌الکتریک مولکول‌ها بود. او نشان داد که مولکول‌ها می‌توانند دارای گشتاور دوقطبی الکتریکی دائمی باشند. او روشی برای اندازه‌گیری این گشتاورها با مطالعه خاصیت دی‌الکتریک مواد در میدان‌های الکتریکی متناوب ابداع کرد. این کار، ابزاری قدرتمند برای تعیین ساختار و تقارن مولکول‌ها در اختیار شیمیدانان قرار داد و پایه‌های طیف‌سنجی دی‌الکتریک را بنیان نهاد. واحد اندازه‌گیری گشتاور دوقطبی، دبای (D)، به افتخار او نام‌گذاری شده است.

 نظریه گرمای ویژه جامدات (مدل دبای) 

در سال ۱۹۱۲، دبای نظریه‌ای برای توضیح گرمای ویژه جامدات در دماهای پایین ارائه داد که بر مدل پیشنهادی آلبرت اینشتین بهبود می‌یافت. در حالی که مدل اینشتین اتم‌ها را به صورت نوسانگرهای مستقل با یک فرکانس واحد در نظر می‌گرفت، مدل دبای جامد را به عنوان یک محیط پیوسته و الاستیک در نظر گرفت که می‌توانست طیف وسیعی از فرکانس‌های ارتعاشی (که امروزه به آنها فونون می‌گوییم) را پشتیبانی کند. مدل دبای به طور موفقیت‌آمیز پیش‌بینی کرد که گرمای ویژه جامدات در دماهای بسیار پایین با توان سوم دما (T³) متناسب است، که با مشاهدات تجربی کاملاً مطابقت داشت. این نظریه یکی از سنگ بناهای فیزیک حالت جامد است.

 پراکندگی اشعه ایکس و روش دبای-شرر 

دبای همراه با دستیارش، پاول شرر (Paul Scherrer)، در سال ۱۹۱۶ روشی برای مطالعه ساختار بلوری مواد با استفاده از پراکندگی اشعه ایکس ابداع کردند. روش دبای-شرر (یا پودر دیفراکتومتری) به جای استفاده از یک تک‌بلور، از یک پودر متشکل از بلورهای ریز و تصادفی استفاده می‌کند. این روش امکان تحلیل ساختار بلوری موادی را فراهم می‌کرد که رشد تک‌بلورهای بزرگ برای آنها دشوار یا غیرممکن بود. این تکنیک به ابزاری استاندارد در کریستالوگرافی، شیمی و موادشناسی تبدیل شد.

 نظریه یون‌های محلول (نظریه دبای-هوکل) 

در سال ۱۹۲۳، دبای به همراه شیمیدان آلمانی، اریش هوکل، نظریه‌ای برای توضیح رفتار الکترولیت‌های قوی در محلول ارائه کردند. نظریه دبای-هوکل نشان داد که چگونه نیروهای الکترواستاتیک بین یون‌ها در محلول، انحراف رفتار آنها از حالت ایده‌آل را توضیح می‌دهد. این نظریه که با در نظر گرفتن «اتم فرسایشی» یون‌ها، پتانسیل الکتریکی در اطراف هر یون را محاسبه می‌کند، پایه‌های درک ترمودینامیک محلول‌های الکترولیتی را بنا نهاد و در شیمی فیزیک و الکتروشیمی اهمیت حیاتی دارد.

 طول دبای و اثرات پلاسما 

کارهای دبای در زمینه الکترولیت‌ها به مفهوم بنیادین طول دبای (Debye length) منجر شد. طول دبای، فاصله‌ای است که در آن یک بار الکتریکی توسط بارهای مخالف در محیط اطرافش «screened» یا خنثی می‌شود. این مفهوم نه تنها در شیمی محلول‌ها، بلکه در فیزیک پلاسما، اخترفیزیک و فیزیک حالت جامد نیز کاربرد گسترده‌ای دارد و برای درک پدیده‌هایی مانند سپر پلاسمایی در اطراف یک فضاپیما یا رفتار الکترون‌ها در یک نیمه‌رسانا ضروری است.

 جوایز و افتخارات 

 جایزه نوبل شیمی (۱۹۳۶): به خاطر «مشارکت‌هایش در مطالعه ساختار مولکولی، به ویژه کارهایش بر روی گشتاورهای دوقطبی و پراکندگی اشعه ایکس در گازها و مایعات».
 مدال لورنتس (۱۹۳۵): به خاطر خدمات برجسته به فیزیک نظری.
 مدال رامفورد (۱۹۳۰): به خاطر کارهایش در زمینه پراکندگی نور و گرمای ویژه.
 مدال ماکس پلانک (۱۹۵۰): بالاترین جایزه انجمن فیزیک آلمان.
 مدال بنجامین فرانکلین (۱۹۶۵): به خاطر خدمات برجسته به علم.

 دوران فعالیت در آلمان و جنجال‌های پس از جنگ 

در سال ۱۹۳۵، دبای به عنوان مدیر انستیتوی فیزیک کایزر ویلهلم (که بعدها به انستیتوی ماکس پلانک تبدیل شد) در برلین منصوب شد. با به قدرت رسیدن نازی‌ها در آلمان، موقعیت او پیچیده شد. او تابعیت هلندی خود را حفظ کرد و هرگز به حزب نازی نپیوست.

با این حال، در سال‌های اخیر، فعالیت‌های دبای در آلمان نازی مورد بازبینی دقیق و بحث‌برانگیزی قرار گرفته است. در سال ۲۰۰۶، کتابی از نویسنده هلندی، سیبه رینسپرس، با عنوان «آلمان نازی و پیتر دبای» منتشر شد که مدعی بود دبای یک همکار فعال رژیم بوده است. شواهد اصلی این ادعا، نامه‌ای بود که دبای در سال ۱۹۳۸ به تمام اعضای انستیتو ارسال کرد و از آنها خواسته بود اگر تبار یهودی دارند، استعفا دهند. این نامه به عنوان ابزاری برای «پاکسازی» انستیتو از دانشمندان یهودی تفسیر شد.

این ادعاها باعث ایجاد جنجال بزرگی در هلند شد و دانشگاه اوترخت که یکی از ساختمان‌های خود را به نام دبای نامگذاری کرده بود، تصمیم به تغییر نام آن گرفت. با این حال، بسیاری از مورخان علم و همکاران سابق دبای از او دفاع کردند و استدلال کردند که او تحت فشار شدید رژیم قرار داشت و با این کار تلاش می‌کرد از اخراج خشونت‌آمیز همکارانش جلوگیری کند و به نوعی به آنها «فرصت فرار» بدهد. این بحث همچنان ادامه دارد و تصویری پیچیده از یک دانشمند بزرگ در شرایط تاریخی بسیار دشوار ارائه می‌دهد.

 مهاجرت به آمریکا و سال‌های پایانی 

در سال ۱۹۴۰، درست قبل از اشغال کامل هلند توسط آلمان، دبای به ایالات متحده آمریکا مهاجرت کرد و به عنوان استاد شیمی در دانشگاه کرنل در ایثاکا، نیویورک، مشغول به کار شد. او در سال ۱۹۴۶ تابعیت آمریکایی خود را دریافت کرد. دبای در کرنل تا سال ۱۹۵۲ به فعالیت علمی خود ادامه داد و پس از بازنشستگی به عنوان استاد ممتاز و مشاور علمی باقی ماند.

پیتر دبای در ۲ نوامبر ۱۹۶۶ در ایثاکا درگذشت.

 جستارهای وابسته 
 جایزه نوبل شیمی
 شیمی فیزیک
 طول دبای
 آرنولد زومرفلد
 آلبرت اینشتین

 منابع 



پیتر دبای
رده:استادان دانشگاه اوترخت
رده:استادان دانشگاه زوریخ
رده:استادان دانشگاه صنعتی زوریخ
رده:استادان دانشگاه کرنل
رده:استادان دانشگاه گوتینگن
رده:استادان دانشگاه لایپزیگ
رده:اعضای انجمن فیزیک آمریکا
رده:اعضای پیوسته خارجی آکادمی ملی علوم هند
رده:اعضای خارجی آکادمی علوم اتحاد شوروی
رده:اعضای خارجی انجمن سلطنتی
رده:اعضای فرهنگستان سلطنتی هنر و علوم هلند
رده:اعضای فرهنگستان علوم پروس
رده:اعضای هیئت علمی دانشگاه هومبولت برلین
رده:افراد دارای تابعیت ایالات متحده آمریکا
رده:اهالی نیویورک (ایالت)
رده:اهالی ایتاکا (نیویورک)
رده:اهالی لیمبورخ، هلند
رده:اهالی ماستریخت
رده:برندگان جایزه تحقیقی فارادی
رده:برندگان جایزه نوبل اهل هلند
رده:برندگان جایزه نوبل شیمی
رده:برندگان مدال ماکس پلانک
رده:برندگان نشان پریستلی
رده:برندگان نشان ملی دانش
رده:دانشمندان سده ۲۰ (میلادی) اهل هلند
رده:دانشمندان شیمی‌فیزیک اهل هلند
رده:دانش‌آموختگان دانشگاه اروه‌ته‌ها آخن
رده:دانش‌آموختگان دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ
رده:درگذشتگان ۱۹۶۶ (میلادی)
رده:درگذشتگان به علت سکته قلبی
رده:زادگان ۱۸۸۴ (میلادی)
رده:شیمی طیف‌سنجی‌دانان
رده:شیمی‌دانان اهل ایالات متحده آمریکا
رده:شیمی‌دانان اهل هلند
رده:شیمی‌دانان سده ۲۰ (میلادی)
رده:شیمی‌فیزیک‌دانان
رده:فیزیک‌دانان اهل ایالات متحده آمریکا
رده:فیزیک‌دانان اهل هلند
رده:کاتولیک‌های رومی اهل هلند
رده:هلندی‌های مهاجرت‌کرده به ایالات متحده آمریکا
رده:اعضای مجمع فیلسوفان آمریکا
رده:شیمی‌دانان سده ۲۰ (میلادی) اهل ایالات متحده آمریکا
رده:کاتولیک‌های رومی سده ۲۰ (میلادی)
رده:فیزیک‌دانان پلاسما