Петер Джозеф Вільям Дебай (Петрус Йозефус Вільгельмус Дебйо; , Сайт «Forvo» з автентичною вимовою цього імені та прізвища; 24 березня 1884, Маастрихт — 2 листопада 1966, Ітака, США) — нідерландський фізико-хімік, лауреат Нобелівської премії з хімії за 1936 рік.

З іменем Дебая пов'язана низка визначних досягнень в теоретичній й експериментальній фізиці, фізичній хімії, математиці — він запропонував модель твердого тіла, на основі якої пояснив поведінку питомої теплоємності за низьких температур (характерна температура, нижче за яку істотного значення набувають квантові ефекти, дістала назву температури Дебая), теоретично описав вплив теплових коливань кристалічної ґратки на дифракцію рентгенівських променів (фактор Дебая — Валлера), спільно з Паулем Шеррером розробив порошковий метод рентгеноструктурного аналізу і використав методи рентгенівського розсіювання для дослідження структури рідин та окремих молекул, вперше спостерігав дифракцію світла на ультразвуці і використав метод розсіювання світла для дослідження структури молекул (зокрема полімерів), розвинув дипольну теорію діелектриків, на основі якої пояснив їхні дисперсійні властивості і деякі аспекти міжмолекулярних взаємодій, разом із Еріхом Гюккелем розробив теорію слабких розчинів сильних електролітів. Серед інших досягнень Дебая також розробка методу перевалу для обчислення деяких інтегралів спеціального вигляду, новий спосіб виведення формули Планка, створення квантової теорії нормального ефекту Зеемана, теоретичне обґрунтування ефекту Комптона, винайдення нового способу досягнення низьких температур методом адіабатичного розмагнічування.

Біографія

Маастрихт, Аахен (1884—1906)

Петер Дебай народився 24 березня 1884 року в Маастрихті, провінція Лімбург, Нідерланди. Батько майбутнього ученого, Йоаннес Вільгельмус Дебйо (Joannes Wilhelmus Debije, 1859—1937), був майстром на фірмі з виробництва металевого дроту. Мати, Марія Анна Барбара Реймкенс (Maria Anna Barbara Ruemkens, 1859—1940), багато років працювала касиром в театрі. Через чотири роки після народження Петера в родині з'явилася друга дитина — дівчинка, яку назвали Кароліною. Відомо, що в ранньому дитинстві Дебай розмовляв майже суто на місцевому діалекті, яким користувався протягом всього життя (наприклад, у листуванні з друзями).

Початкову освіту Дебай здобув у місцевій католицькій школі. У віці 12 років вступив до вищої цивільної школи (Hogere Burgerschool) в Маастрихті, де навчався п'ять років, і на випускних екзаменах показав себе найкращим учнем всієї провінції Лімбург, отримавши найвищі 10 балів з геометрії, механіки, фізики, природознавства і космографії, 9 — з хімії і нідерландської мови, 8 — з алгебри, тригонометрії, креслення, географії, французької і німецької мов. Однак в школі не вивчалися стародавні мови (грецька і латина), тому шлях до класичної університетської освіти був для юнака закритий і вибір постав між Делфтським технічним університетом і Вищою технічною школою в Аахені. Вартість навчання і близькість до дому визначили вибір на користь Аахена. Тут серед його вчителів були відомі фізики — експериментатор Макс Він і теоретик Арнольд Зоммерфельд. Завершуючи навчання, у 1905 році, Дебай захистив дипломну роботу з електротехніки, в якій теоретично вирішив задачу про струми Фуко в прямокутному провіднику. Однак до цього часу його вже цікавила не стільки електротехніка, скільки теоретична фізика. Зоммерфельд розпізнав здібності свого студента і, коли випала нагода вибрати собі асистента, зупинився на кандидатурі Дебая. До аахенського періоду, імовірно, належить зміна в написанні прізвища молодого ученого: в роботах, написаних голландською мовою, він практично незмінно почав підписуватися Debye замість Debije.

Від Мюнхена до Нью-Йорка (1906—1939) У 1906 році Дебай разом із Зоммерфельдом перейшов до Мюнхенського університету, де в липні 1908 року захистив докторську дисертацію під назвою «Про веселку» (), присвячену деяким проблемам теорії дифракції електромагнітних хвиль. 1910 року Дебай пройшов процедуру габілітації і став приват-доцентом, а весною наступного року отримав запрошення обійняти посаду професора теорії фізики Цюрихського університету, яку до того займав Альберт Ейнштейн. Останній дуже високо оцінював свого наступника і в жовтні 1912 року писав Зоммерфельду: «Я чекаю від нього [Дебая] дуже багато, тому що в ньому глибоке розуміння фізика поєднується з винятковою математичною обдарованістю». Вже весною 1912 року Дебай повернувся на батьківщину і обійняв посаду професора математики і теоретичної механіки Утрехтського університету. Хоча утрехтські роки виявилися доволі плідними й включають написання важливих статей з дисперсії діелектриків і дифракції рентгенівських променів, надії зайнятися експериментальною роботою не виправдалися і вже у вересні 1914 року учений переїхав до Геттінгена. Роком раніше, в квітні 1913 року, він одружився з Матильдою Альберер (Matilde Alberer, 1887—1977), дочкою мюнхенського домовласника, у якого Дебай в певний час винаймав житло. У подружжя було двоє дітей — син Петер Пауль Рупрехт Дебай (Peter Paul Rupprecht Debye, 1916—2012), який згодом став фізиком-експериментатором і допомагав батьку у деяких дослідженнях, і дочка Матильда Марія Дебай-Заксінгер (Mathilde Maria Debye-Saxinger, 1921—1991).

Ініціатором запрошення Дебая в Геттінген став відомий математик Давид Гільберт, який мав змогу оцінити здібності молодого науковця під час конференції з кінетичної теорії матерії, що відбулася в місцевому університеті в квітні 1913 року. Посада професора теоретичної й експериментальної фізики і керівництво Фізичним інститутом (з лютого 1916 року) передбачали певні перспективи проведення лабораторних дослідів і коло видатних колег: окрім Гільберта, це були математики Фелікс Клейн, Едмунд Ландау, Герман Вейль, Карл Рунге, Ріхард Курант і фізики Вольдемар Фогт, Еміль Віхерт, Макс Борн, Теодор фон Карман та інші. 1920 року Дебай повернувся в Цюрих, де обійняв посаду директора Фізичного інституту при Вищій технічній школі. Приблизно в цей же час він став редактором одного з провідних європейських наукових фізичних журналів Physikalische Zeitschrift, в якому була опублікована велика кількість його власних робіт.

У вересні 1927 року Дебай залишив Цюрих, щоб стати професором експериментальної фізики і директором Фізичного інституту при Лейпцизькому університеті. Його колегою по університету був знаменитий фізик-теоретик Вернер Гейзенберг, який багато років по тому згадував: «Дебай мав певну схильність не напружуватися з приводу середовища. Він не належав до того типу науковців, котрі приходять до лабораторії рано вранці і не залишають її раніше півночі. Зі своєї кімнати в інституті я міг часто бачити, як він гуляє у своєму саду і поливає троянди навіть в робочий час. Але в центрі його інтересів була, без сумніву, наука». Наприкінці 1933 року Макс Планк, тогочасний президент Товариства кайзера Вільгельма, запропонував Дебаю обійняти посаду в Інституті фізики, що існував в рамках Товариства. Дебай погодився, однак перемовини з владою і Рокфеллерівським фондом, який фінансував будівництво будівлі і обладнання інституту, затягнулися, і він лише у жовтні 1935 року переїхав до Берліна й одночасно він обійняв посаду професора Берлінського університету. 1936 року Дебай здобув Нобелівську премію з хімії «За внесок в розуміння молекулярної структури в ході досліджень дипольних явищ і дифракції рентгенівських променів і електронів в газах» (for his contributions to our knowledge of molecular structure through his investigations on dipole moments and on the diffraction of X-rays and electrons in gases). Хоча до того моменту вся його кар'єра була пов'язана з посадами професора фізики, його роботи багато в чому сприяли усуненню розриву між фізикою і хімією. Сам він неодноразово із задоволенням відзначав свою приналежність до обох наук.

Сучасники відзначали цілковиту аполітичність Дебая, котрий прагнув завершити розпочату в Берліні роботу з облаштування інституту, якому з його ініціативи присвоєно ім'я Макса Планка, і відкидав пропозиції переїхати за кордон. Однак залишатися осторонь подій, що відбувались у 1930-ті роки в Німеччині, було неможливо. Після початку Другої світової війни влада вирішила посилити секретність і повідомила Дебаю, що він не матиме змоги відвідувати свою лабораторію, поки не набуде німецького громадянства. Після його відмови науковцю рекомендували залишатися вдома і працювати над книгою. Наприкінці 1939 року Дебай отримав дев'ятимісячну оплачувану відпустку і в січні 1940 року залишив країну, вирушив спочатку до Швейцарії, потім до Італії, і, врешті, з Генуї відплив до Нью-Йорка. Його дружина приєдналася до нього пізніше, а син до того часу вже близько року перебував у США.

В США (1939—1966)

Формальним приводом для приїзду у Сполучені Штати стало запрошення прочитати цикл Бейкерівських лекцій на хімічному факультеті Кронельського університету. У травні 1940 року Німеччина окупувала Нідерланди, тому в липні Дебай прийняв пропозицію очолити хімічний факультет, формально залишаючись директором берлінського Інституту фізики (без окладу) до завершення війни, коли Товариство кайзера Вільгельма було перетворене на Товариство Макса Планка. Корнел став останнім місцем роботи в його тривалій кар'єрі. 1946 року науковець отримав американське громадянство, у 1950 році пішов у відставку з посади декана, у 1952 — з посади професора хімії, однак, отримавши звання почесного професора, до самого кінця життя продовжував займатися наукою. Він читав лекції і давав консультації в різних містах США, а також зазвичай двічі на рік здійснював подорожі в Європу. У квітні 1966 року в аеропорту імені Кеннеді, звідки Дебай збирався почати чергову поїздку, у нього стався серцевий напад. Хоча вже через місяць він повернувся до наукової діяльності і викладання, невдовзі йому довелось знову лягти до лікарні. Науковець цікавився роботою своєї лабораторії до останніх днів життя. Він помер 2 листопада 1966 року і був похований на цвинтарі Плезант-гроув (Каюга-хайтс, округ Томпкінс, штат Нью-Йорк) .

Особисті якості На думку колег Дебая по Корнельському університету, його роботи мають свій унікальний стиль, основною особливістю якого є тяжіння до простоти і уміння виділити головне та відкинути другорядне. Розуміння суті проблеми дозволяло Дебаю за допомогою прекрасного володіння математичним апаратом та експериментальною технікою отримувати численні висновки. З прагненням простоти пов'язана майстерність ученого як творця наочних моделей фізичних явищ, йому не подобалися надто математичні теорії, позбавлені конкретності і наочності. Він говорив, що займається тільки тими задачами, які йому цікаві і які він може вирішити, причому воліє цілком присвячувати себе поточній задачі, а не займатися одразу декількома проблемами. Професор Герні Зак згадував: