De erfgoedcollectie van Peter Debye

Door: Jurrie Reiding en Ernst Homburg

De Universiteitsbibliotheek Maastricht is een persoonlijke verzameling boeken rijk van de Maastrichtenaar Peter Debye (1884-1966). Debye werd in 1936 geëerd met de Nobelprijs voor chemie. Dankzij Debye’s erfgenamen kwamen de boeken eind jaren zestig in de Stadsbibliotheek Maastricht terecht, die ze in 1996 overdroeg aan de Universiteitsbibliotheek. In het archief van de Universiteit Maastricht dook recentelijk een typisch voorbeeld van zogenaamd ‘zwerfgoed’ op: een langspeelplaat met een opname uit 1962, toen Debye even vanuit de Verenigde Staten in Maastricht was om aanwezig te zijn bij de uitreiking van de Hustinx-prijzen. Het is bijzonder om de stem van deze internationaal beroemde Maastrichtenaar via het You Tube kanaal van de Universiteit Maastricht te horen >

https://www.youtube.com/watch?v=G8KY-r598XI

De Maastrichtse Stadsschouwburg was op zaterdagmiddag 4 augustus 1962 stampvol. Debye was hier niet alleen om de Hustinx-prijzen uit te reiken, maar ook om een voordracht te houden. Evert Verwey, directeur van het Philips Natuurkundig Laboratorium, herinnerde zich: ‘Deze voordracht van Debye was de merkwaardigste die ik ooit van hem gehoord heb. Debye op de rand van het toneel, zoals hij daar kans zag met zijn bekende wat hoge stem, voor dit gemengde publiek zijn verhaal letterlijk over het voetlicht te brengen, dat was meer dan een unieke belevenis. Daar stond ook de mens Debye ten voeten uit, die ook deze voordracht niet had kunnen weigeren, omdat het Maastricht was, en ook om het vak waarvoor hij leefde te delen met anderen’. De voordracht was getiteld ‘Het meten van moleculen’. Time Magazine had hem reeds decennia daarvoor “The Master of the Molecule” genoemd. Verwey zorgde ervoor dat onder die titel Debye’s toespraak later op een langspeelplaat werd uitgebracht.

Peter Debye werd geboren op 24 maart 1884 in een huis aan de Maastrichter Smedenstraat nummer 14 in Maastricht in een middenstandsgezin. Zijn vader was smid. Na de lagere school en de Gemeentelijke HBS in Maastricht ging hij in 1901 naar de Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (RWTH) in Aken om elektrotechniek te studeren.

Debye’s wetenschappelijke doorbraak kwam in 1912, toen hij als 28-jarige een artikel over soortelijke warmte van vaste stoffen publiceerde. Sinds 1875 was bekend dat de soortelijke warmte afnam bij dalende temperatuur, maar dit effect werd niet begrepen. Debye introduceerde een totaal nieuw model: elastische golven als dragers van de warmte. Met dit mathematisch uitgewerkte model werd de afname verklaard met kwantumeffecten en zo werd de kwantumtheorie van Max Planck uit 1900 verder onderbouwd. Collega’s noemden Debye’s benadering gewaagd, zelfs roekeloos, maar tegelijkertijd geniaal. Zijn artikel vormt nog steeds een fundament van de moderne vaste-stof-fysica. Albert Einstein zou een paar jaar later schrijven: ‘Wij hebben slechts één Debye, en zijn levensduur is korter dan oneindig’.
           

In 1912 loste Debye een tweede ‘cold case’ in de fysica op. Reeds tientallen jaren werd niet begrepen waarom stoffen als water en alcohol zulke hoge diëlektrische constanten hebben; waarom ze zo gevoelig zijn voor een elektrisch veld. Debye poneerde dat de meeste moleculen over een permanente dipool beschikken, naast een geïnduceerde dipool die opgewekt moest worden. Onder het motto ‘succes verzekert waarheid’ overtuigde hij de wereld van het bestaan van de permanente dipool. Na de publicatie van zijn theorie in boekvorm, in 1929, trokken hordes buitenlandse studenten naar Debye’s laboratorium in Leipzig, overal ging men dipoolmomenten van moleculen meten.
           

Debye loste ook een derde ‘cold case’ op. Volgens de oude theorie van Svante Arrhenius werden elektrolyten (zouten, zuren en basen) opgedeeld in zwak en sterk. Echter, sterke elektrolyten die geacht werden in oplossing volledig in ionen te splitsen, gedroegen zich in sommige experimenten als zwak. Op ingenieuze wijze verklaarde Debye in 1923 deze anomalie: positieve ionen omringen zich in oplossing met iets meer negatieve dan positieve ionen. Voor negatieve ionen geldt dan het tegenovergestelde. Opnieuw werk aan de winkel voor honderden laboratoria over de hele werel           

Dit zijn slechts enkele highlights uit Debye’s omvangrijke oeuvre. Een leidend element in zijn werk was de interactie van elektromagnetische straling (licht, röntgen) en materie. Naast zijn dipoolwerk leverde zijn röntgenonderzoek van moleculen in de gasfase hem in 1936 de Nobelprijs voor chemie op. Toen hij zich in 1940 in de VS vestigde werd hem vaak gevraagd: ben jij nou fysicus of chemicus? Hij was beide. En was hij theoreticus of een experimentator? Hij was zowel het één als het ander. Debye’s kracht was juist dat hij multidisciplinair te werk ging, voordat dit woord in de mode kwam. Daarbij gesteund door een solide mathematisch instrumentarium. Zo kon hij een pionier worden, die baanbrekend werk voor anderen deed. Hij was zowel in de wetenschap als daarbuiten his own man, zoals de Engelsen zeggen. Een man voor wie rang en stand geen betekenis hadden.        

In 1946 werd Debye Amerikaans staatsburger. In tegenstelling tot de Europese periode van zijn leven, toen hij regelmatig verhuisde, bleef hij de rest van zijn carrière op Cornell University. Ook na zijn pensioen in 1952 bleef hij onderzoek doen, met name naar kunststoffen en polymeren. In april 1966 kreeg hij een hartaanval. In november van dat jaar volgde een tweede, die hem fataal werd. Hij overleed op 82-jarige leeftijd en werd begraven in Ithaca, in de staat New York.         

In 2006 werd er plotseling een aanslag gepleegd op Debye’s reputatie. Een Nederlandse wetenschapsjournalist beschuldigde hem in een boek over Einstein van collaboratie met de nazi’s, toen hij in de jaren dertig voorzitter was van de vereniging van Duitse natuurkundigen. Binnen enige weken verwijderden de universiteiten van Utrecht en Maastricht in paniek de naam Debye die verbonden was met een wetenschappelijk instituut, respectievelijk wetenschappelijke prijs. Den Haag gaf het Nederlands Instituut voor Oorlogsdocumentatie (NIOD) opdracht een rapport te schrijven. Dat rapport werd vervolgens geëvalueerd door een onderzoekscommissie onder leiding van oud-politicus Jan Terlouw. Deze commissie kwam tot de conclusie dat van collaboratie geen sprake was geweest. De ‘Debye affaire’ bleek een storm in een glas water. De commissie adviseerde Debye’s eerherstel, wat de Universiteit Utrecht vervolgens ook deed. De Universiteit Maastricht ging daarin niet mee.

Illustraties: Van links naar rechts en van boven naar beneden:

Debye in 1920 - F. Schmelhaus Wikimedia Commons

Debye in 1936 - Nobel Foundation

Debye in 1950 - Wikimedia Commons

Debye op postzegel 1995 - Wikimedia Commons

Cover boek Debye - Universiteitsbibliotheek Maastricht

Cover boek Debye - Universiteitsbibliotheek Maastricht