Forschung

Zum 50. Todestag von Peter Debye

02.11.2016 - Der niederländische Physik-Nobelpreisträger und ehemalige DPG-Präsident Peter Debye starb am 2. November 1966 in den USA.

„Das ist alles furchtbar einfach“ – an diesen Ausspruch erinnern sich viele Kollegen Peter Debyes. Arnold Sommerfeld erklärte ihn zur Devise seines Schülers in Wissenschaft und Leben. Der Niederländer konnte bei seinen Mitarbeitern „eine Mischung aus Bewunderung für ihn und quälende Fragen nach der eigenen Unzulänglichkeit“ hervorrufen – zumal, wenn er die spontane, meist einfachste Lösung eines lange gewälzten Problems en passant bei einem zufälligen Treffen auf dem Korridor des Instituts gab, erinnert sich H. F. Eicke.

Die vielseitigen Interessen Debyes machen es schwer, seine Arbeit auf einen Nenner zu bringen: Der diplomierte Elektrotechniker war ein begabter Mathematiker. Als Physiker verzahnte er am liebsten Theorie und Experiment. Häufig arbeitete er auf dem Grenzgebiet zwischen Physik und Chemie. Seine vier Hauptgebiete waren die Röntgenstreuung, Dipol-Momente, Elektrolyte und die Lichtstreuung an Polymeren. 1936 erhielt er den Nobelpreis für Chemie. Die DPG ehrte ihn 1950 mit ihrer höchsten Auszeichnung, der Max Planck-Medaille.

Geboren 1884 in Maastricht, war Debye ein Lokalpatriot, der zeitlebens den einheimischen Dialekt pflegte, zugleich aber lebte und forschte er in vielen europäischen Städten, zuletzt auch in den USA. Sein Studium führte ihn zunächst nach Aachen, wo er Sommerfeld auffiel. Dieser bezeichnete Debye als seine „größte Entdeckung“. Mit der Bemerkung „Wir haben einen Ruf nach München erhalten“, soll Sommerfeld seinen Assistenten 1908 eingeladen haben, ihm an den dortigen Lehrstuhl für Theoretische Physik zu folgen. Zur interdisziplinären Ausbildung des Nachwuchsforschers trugen dort die Treffen im Münchener Café Hofgarten bei, in dem sich eine Runde von Physikern, Chemikern und Kristallographen fast täglich zum zwanglosen Austausch traf.

Debye gehörte zu den Pionieren der Quantentheorie. Schon während seiner Habilitation bei Sommerfeld lieferte er 1910 „die vielleicht kürzeste und durchsichtigste Ableitung der Planck´schen Strahlungsformel“, so Friedrich Hund. Mit nur 27 Jahren trat er 1911 die Nachfolge Albert Einsteins an der ETH Zürich an. Ein Jahr später wechselte er an die Universität Utrecht auf die Professor für Theoretische Physik. Dieter Hoffmann bezeichnet das Jahr 1912 als das „annus mirabilis“ Peter Debyes. In diesem Jahr fand er das T3-Gesetz, das die Abnahme der spezifischen Wärmekapazität von Festkörpern bei tiefen Temperaturen beschreibt. Er erzielte außerdem große Fortschritte in der Molekülphysik mit seiner Hypothese, dass alle Moleküle elektrische Dipole sind. Zunächst erklärte er damit die Temperaturabhängigkeit der Dielektrizitätskonstanten, später wandte er sie mit seinem Assistenten Erich Hückel auf Elektrolyte an.

Da er in Utrecht keine Möglichkeit hatte, seine theoretischen Überlegungen im Labor zu prüfen, nahm Debye 1914 einen Ruf nach Göttingen an, damals ein Zentrum der mathematisch-physikalischen Welt. Dort traf er mit Größen wie David Hilbert, Felix Klein, Hermann Minkowski und Woldemar Voigt zusammen. Bei Kriegsausbruch konnte er mit seinem schweizer Assistenten Paul Scherrer die Arbeit an dem später nach ihnen benannten Verfahren zur Röntgenstrahlbeugung an pulverförmigen Proben ungestört fortsetzen. Die Methode war aber nur ein Nebeneffekt der eigentlichen Fragestellung Debyes: Er suchte nach experimenteller Evidenz für die von Bohr postulierten Elektronenorbitale im Atom.

Wiederum waren es mangelnde experimentellen Möglichkeiten in Nachkriegsdeutschland, die Debye dazu bewogen, an das physikalische Institut der ETH Zürich zu gehen. Er sorgte dafür, dass Scherrer die Professur für Theoretische Physik erhielt, damit er sich Demonstrationsvorlesungen und dem physikalischen Praktikum widmen konnte. 1922 folgte ihm sein ehemaliger Göttinger Doktorand Erich Hückel als sein Assistent. Mit ihm arbeitete er die Theorie der elektrostatischen Wechselwirkungen von Ionen in Elektrolyten aus. Hückel erinnert sich, dass die Theorie bei physikalischen Chemikern zunächst wenig Anklang fand und Walter Nernst, damals Herausgeber der Annalen, Debye sogar aufforderte, das Manuskript zurückzuziehen, weil dieser von Quantentheorie angeblich weniger verstünde als Nernsts dümmster Schüler. Es war Planck zu verdanken, dass die Arbeit schließlich doch erschien. 1926 schlug Debye auch das Prinzip der adiabatischen Entmagnetisierung vor, das bis heute für die Tieftemperaturphysik von Bedeutung ist.

1927 wechselte Debye an die Universität Leipzig, wiederum auf ein Ordinariat für experimentelle Physik. Werner Heisenberg wurde auf seine Initiative auf den Lehrstuhl für theoretische Physik berufen, ein Jahr später folgte Friedrich Hund auf den Lehrstuhl für mathematische Physik. Gemeinsam machten die drei Forscher Leipzig zu einem Zentrum der neuen Quantenmechanik, das viele Schüler anzog. Der Beginn des nationalsozialistischen Regimes 1933 interessierte den unpolitischen Debye zunächst wenig, auch als es zur Unruhen auf den Straßen Leipzigs kam. „Als Holländer fühlte er sich nicht verantwortlich für das, was in unserem Land passierte“, erklärte später Werner Heisenberg.

Den Höhepunkt seiner wissenschaftlichen Karriere erreichte Peter Debye 1936. In diesem Jahr erhielt er den Nobelpreis und wurde zum Direktor des Kaiser-Wilhelm-Instituts (KWI) für Physik in Berlin berufen. Es wurde immer schwieriger, politisch neutral zu bleiben. Als das Regime ihm vorwarf, den Nobelpreis ohne Erlaubnis entgegengenommen zu haben, konnte er noch auf seine niederländische Staatsbürgerschaft verweisen: „Meine Königin habe ich gefragt.“ Doch während seiner DPG-Präsidentschaft (1937-1939) oblag es ihm, einen Brief zum Ausschluss der jüdischen Mitglieder zu unterzeichnen. Dass Debye kein Antisemit war, bewies er unter anderem dadurch, dass er Lise Meitner im April 1938 zur Flucht verhalf.

Nach der Entdeckung der Kernspaltung durch Otto Hahn, Fritz Strassmann und Lise Meitner Ende 1938 wurde das KWI für Physik als Zentrum des deutschen Atombombenprojekts ausgewählt. Nun verlangten die Nazis von Debye, die deutsche Staatsbürgerschaft anzunehmen, damit er an dem Projekt mitwirken konnte. Als er sich weigerte, erteilte man ihm Hausverbot.

Im Januar 1940 nutzte Debye eine Vortragsreise an die Cornell University zur Emigration. Wohl auch zum Schutz seiner Tochter, die mit ihren beiden Söhnen in Berlin zurückblieb, riskierte er keinen offenen Bruch mit dem faschistischen Regime. Das erregte nicht nur das Misstrauen Einsteins, sondern führte in den Jahren 2006 bis 2011 auch zu einer Geschichtsdebatte: Der Niederländische Historiker Sybe Rispens behauptete in seinem Buch über Einstein und die Niederlande, Debye habe enge Verbindungen zu den Nazis gepflegt. Inzwischen ist Debye durch die Arbeit zweier Kommissionen rehabilitiert.

Filmaufnahme aus dem Jahr 1963, die Peter Debye in in Ithaca, New York zeigen.

„Debyes Lebensweise erschien mir geradlinig und unkompliziert“, sagte Erich Hückel über ihn. Er habe keinerlei Interesse an philosophischen Fragen gezeigt. „Er liebt die Rätsel nicht“, urteilte sein Gegner Onsager. Nicht zu Unrecht, denn Debye misstraute einer physikalischen Arbeit, wenn sie umfangreich und kompliziert war. Er vermutete dann, der Verfasser habe das Problem nicht gänzlich verstanden. „Debye erkannte – sozusagen intuitiv – das physikalisch Wesentliche und fand dann einen einfachen Weg, dieses Erkennen zu begründen und das vorliegende Problem mathematisch verhältnismäßig einfach zu lösen“, so Hückel.

Sein langjähriger Mitarbeiter Henri Sack bezeichnete Peter Debye als einen glücklichen Menschen. Er liebte das Familienleben, gutes Essen, Gartenarbeit, Forellenfang und Kriminalromane. Er starb im Alter von 82 Jahren am 2. November 1966 in Ithaca, New York.

Anne Hardy

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