Arnold Sommerfeld was een gerenommeerde Duitse natuurkundige die baanbrekend werk verrichtte op het gebied van de kwantumfysica. Zijn werk met betrekking tot de röntgengolftheorie en de introductie van de azimutale en spinquantumnummers om de unieke kwantumtoestand van een atoom te beschrijven, waren belangrijke doorbraken op het gebied van de atoomfysica. Als kind was Sommerfeld meer geïnteresseerd in literatuur en geschiedenis en het was onduidelijk welke koers hij verder moest volgen. Het besef drong tot hem door toen hij interactie had met de grote wiskundige geesten zoals David Hilbert, Adolf Hurwitz en Ferdinand von Lindemann en hij besloot een carrière in de exacte wetenschappen na te streven. Deze wiskundige voltooide ook een termijn van een jaar bij de strijdkrachten en in tegenstelling tot zijn andere tijdgenoten die een hekel hadden aan de militaire dienstbaarheid, hield Sommerfeld zich de komende acht jaar keer op keer bezig met vrijwillige militaire dienst. Zijn interactie met wiskundige Felix Klein markeerde het begin van een levenslange professionele samenwerking en Klein was van grote invloed bij het vormgeven van de loop van Arnold's carrière. Deze geniale geest wordt gecrediteerd voor het dienen als de doctoraatsadviseur voor het grootste aantal Nobelprijswinnaars in zijn loopbaan gedurende meer dan drie decennia. Lees verder voor meer informatie over de bijdrage van Sommerfeld aan de wereld van de kwantumfysica
Kindertijd en vroege leven
Arnold Sommerfeld werd op 5 december 1868 geboren in de Oost-Pruisische stad Königsberg, uit ouders Cäcile Matthias en Franz Sommerfeld. Franz, die tot een welvarende en invloedrijke familie behoorde, was arts.
Sommerfeld bezocht de middelbare school in het ‘Altstädtisches Gymnasium’ in 1875; De Duitse natuurkundige Wilhelm Wien en de Duitse wiskundige Hermann Minkowski waren zijn senioren op de school.
Na het voltooien van zijn toelating in 1886, volgde hij hoger onderwijs aan de ‘Universiteit van Königsberg’. Hoewel hij voornamelijk geïnteresseerd was in het bestuderen van wiskunde, volgde hij ook cursussen zoals natuurwetenschappen, filosofie en politieke economie aan de universiteit.
Onder de hoede van deskundige wiskundigen als Hilbert, Hurwitz en Lindemann besloot Sommerfeld uiteindelijk voor zijn proefschrift onderzoek te doen naar zuivere wiskunde.
Zijn proefschrift richtte zich op eigen functies en partiële differentiaalvergelijkingen en was getiteld 'Die willkürlichen Functionen in der mathematischen Physik' (de willekeurige functies in de wiskundige natuurkunde). In 1891 ontving deze slimme, opkomende wiskundige een doctoraat aan de 'Universiteit van Königsberg'.
Kort daarna volgde hij een opleiding om een onderwijsdiploma te behalen en na succesvol te zijn geweest voor de examens, trad hij in 1892 toe tot het leger. Tijdens zijn eenjarige ambtstermijn bij de defensie werd hij bij Königsberg gedetacheerd bij het 'reserveregiment'.
Carrière
Sommerfeld verhuisde in 1893 naar Göttingen, omdat het de plek was waar veel van de grote wiskundige geesten woonden en zo was de stad geëvolueerd als "de kern van de wiskundige ontwikkeling" in Duitsland. Om de kost te verdienen, nam deze beginnende wiskundige vervolgens de baan van assistent op zich bij het ‘Mineralogical Institute’.
In Gottingen kreeg Arnold de gelegenheid kennis te maken met de gerenommeerde Duitse wiskundige Felix Klein, die bekend stond om zijn werk op het gebied van complexe analyse en niet-euclidische meetkunde.
Klein accepteerde uiteindelijk Sommerfeld als zijn leerling en in de voetsporen van de eminente wiskundige, produceerde dit opkomende genie zijn tweede werk. Het betoog over ‘wiskundige diffractietheorie’ betrof ook partiële differentiaalvergelijkingen.
In het verlengde van zijn werk over ‘wiskundige diffractietheorie’, deed deze briljante wiskundige zijn eigen onderzoek en diende zijn proefschrift in. Zijn onderzoekswerk kwalificeerde zich voor het behalen van de hoogste academische kwalificatie in het land en hij werd in 1895 aangewezen als ‘Privatdozent’. Door deze academische onderscheiding mocht hij lesgeven op universitair niveau.
Vanaf 1895-96 begonnen Klein en Sommerfeld een 13 jaar durende wiskundige alliantie, wat resulteerde in een vierdelige tekst 'Die Theorie des Kreisels'. De compilatie behandelde de theorie van roterende lichamen en de toepassing van wiskundige theorie op geofysica, astronomie en technologie.
Wegens financiële problemen nam hij vanaf oktober 1987 een minder lucratieve aanstelling op zich als hoogleraar wiskunde aan de 'Mining Academy' in Clausthal. Hoewel de baan zijn intellect aansprak, bood het hem de middelen om zijn gezin te onderhouden en hij kon ook doorgaan zijn correspondentie met Klein van Clausthal.
De hoogleraar wiskunde begon vervolgens met het doceren van mechanica aan de ‘RWTH Aachen University’, voorheen bekend als de ‘Königliche Technische Hochschule Aachen’.
In 1901 nam Sommerfeld, samen met andere wiskundigen, de taak op zich om op aandringen van Felix Klein het vijfde deel van 'Mathematical Encyclopaedia' (Encyklopädie der mathematischen Wissenschaften) te bewerken.
Vervolgens verhuisde hij in 1906 naar München en werd hij benoemd tot ordinarius-hoogleraar natuurkunde aan de 'Universiteit van München'. Wilhelm Röntgen, de toenmalige directeur van het Physics Institute in München, suggereerde de naam van Sommerfeld voor de functie van directeur bij het nieuwe ‘Theoretical Physics Institute’, verbonden aan de universiteit.
Deze uitzonderlijke geest richtte zich vervolgens op het bewijzen van de röntgengolftheorie, volgens welke röntgenstralen eigenlijk golven waren, waarbij kristallen als diffractiemiddel werden gebruikt. Hij werkte ook aan het afleiden van het wiskundige bewijs van de relativiteitstheorie van Albert Einstein.
Vanaf 1911 begon Arnold te werken aan, zijn belangrijkste bijdrage aan de wereld van de wetenschap, op het gebied van de kwantumtheorie. Hij stelde een wijziging voor van het atoommodel van Bohr, waarin hij stelde dat de elektronen rond de kern draaien in elliptische banen in plaats van in de cirkelvormige banen zoals voorgesteld in de oorspronkelijke theorie.
Hij hielp bij het vaststellen van de ‘Sommerfeld-Wilson kwantiseringsregels’ in 1915 en een jaar later ontwikkelde hij de ‘Sommerfeld Fine-structure constant’, een indicator voor de sterkte van de elektromagnetische interactie tussen elementaire geladen deeltjes.
In 1916 stelde hij het concept ‘Magnetic Quantum Number’ voor en vier jaar later ontdekte hij het ‘Inner Quantum Number’.
De eminente kwantumfysicus werkte vervolgens samen met het hedendaagse Walther Kossel en het duo kwam in 1919 met de verplaatsingswet Sommerfeld-Kossel.
In 1918 kwam Sommerfeld met een nieuw tijdschrift nadat hij de leerstoel aan de ‘Deutsche Physikalische Gesellschaft’ had aangenomen, een van 's werelds grootste natuurkundigenorganisaties. Twee jaar later werd ‘Zeitschrift für Physik’ een uitloper van het tijdschrift opgericht waarin opkomende wetenschappers hun onderzoekswerk konden indienen voor publicatie.
Tijdens de academische sessie 1922-23 werd deze eminente natuurkundige uitgenodigd op de ‘University of Wisconsin – Madison’ voor het geven van de ‘Carl Schurz Memorial Professor of Physics’ lezingen.
Sommerfeld paste vervolgens statistische mechanica toe om het ‘Paul Drude-model’ van elektronen in metalen in 1927 te verfijnen en de opnieuw gedefinieerde versie werd genoemd als ‘Drude-Sommerfeld-model’.
De uitzonderlijke en baanbrekende natuurkundige werd geëerd door de ‘Universiteit van München’ toen ze hem op 1 april 1935 de titel van emeritus hoogleraar toekenden.
Van 1943-1950 schreef hij een aantal boeken zoals 'Mechanik - Vorlesungen über theoretische Physik Band 1', 'Mechanik der deformierbaren Medien - Vorlesungen über theoretische Physik Band 2', 'Elektrodynamik - Vorlesungen über theoretische Physik Band 3', 'Optik - Vorlesungen über theoretische Physik Band 4 ',' Thermodynamik und Statistik - Vorlesungen über theoretische Physik Band 5 'en' Partielle Differentialgleichungen der Physik - Vorlesungen über theoretische Physik Band 6 '.
Awards en prestaties
Deze eminente wetenschapper werd gedurende zijn hele leven bekroond met vele prijzen en onderscheidingen. Hij was lid van de prestigieuze ‘Royal Society of London’, ‘Indian Academy of Sciences’, ‘Russian Academy of Sciences’ en de ‘United States National Academy of Sciences’.
Hij had eredoctoraten behaald van de universiteiten van Athene, Calcutta, Rostock en Aken.
De beroemde natuurkundige werd geëerd met de ‘Max-Palnck-medaille’, ‘Lorentz-medaille’ en de ‘Oersted-medaille’ voor zijn uitstekende bijdrage aan de wereld van de natuurkunde.
Persoonlijk leven en erfenis
Tijdens zijn verblijf in Göttingen hield Arnold van Johanna Höpfner, maar zijn financiële toestand bleek een belemmering en hij werd ongeschikt geacht voor Johanna. Zo nam Sommerfeld een goedbetaalde baan op als hoogleraar wiskunde in Clausthal. Johanna en Arnold gingen toen het huwelijk binnen en werden gezegend met vier kinderen.
De baanbrekende wetenschapper kwam op 26 april 1951 om het leven bij een verkeersongeval terwijl hij met zijn kleinkinderen op pad was.
Deze beroemde wetenschapper is de naamgever van het ‘Centrum voor Theoretische Fysica’ aan de Universiteit van München.
Trivia
Hoewel hij genomineerd was voor de Nobelprijs, het grootste aantal keren dan welke andere natuurkundige dan ook, ontving deze eminente wetenschapper de prijs nooit
Snelle feiten
Verjaardag 5 december 1868
Nationaliteit Duitse
Beroemd: natuurkundigen Duitse mannen
Overleden op leeftijd: 82
Zonneteken: Boogschutter
Geboren in: Königsberg
Beroemd als Natuurkundige
