Arnold Sommerfeld

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Arnold Sommerfeld en 1897.

Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld (5 de diciembre de 1868 - 26 de abril de 1951) fue un físico alemán que introdujo la constante de la estructura fina en 1919.

Arnold Sommerfeld nació en Königsber, donde estudió matemáticas. Tras recibir el doctorado en 1891 se cambió a la universidad de Gotinga, donde recibió la cátedra en 1896. Desde 1897 ejerció como profesor de la universidad Clausthal-Zellerfeld, y en 1900 como profesor de ingeniería técnica en la universidad de Aquisgrán, donde desarrolló su teoría de la lubricación hidrodinámica.

El primer trabajo de Sommerfeld bajo la supervisión de Klein fue un impresionante trabajo sobre la teoría matemática de la difracción, su trabajo en este tema contiene una teoría importante de ecuaciones diferenciales. Otros trabajos importantes versaron sobre el estudio de la propagación de las ondas electromagnéticas en cables y sobre el estudio del campo producido por un electrón en movimiento.

En 1906 trabajó en el espectro atómico, estudió la hipótesis de que los rayos X fueran ondas y lo demostró utilizando cristales como rendijas de difracción de tres dimensiones.

El trabajo de Sommerfeld hizo cambiar las órbitas circulares del átomo de Niels Bohr por órbitas elípticas, también introdujo el número cuántico magnético, y en 1916, el número cuántico interno.

En 1906 se convirtió por fin en profesor de física de la universidad de Múnich. Allí entró en contacto con la teoría de la relatividad de Albert Einstein, que aún no estaba aceptada comúnmente. Sus contribuciones matemáticas a la teoría ayudaron a que los científicos más escépticos la aceptasen. Posteriormente se convirtió en uno de los fundadores de la mecánica cuántica, y muchos de sus discípulos se hicieron famosos - los más importantes Werner Heisenberg y Wolfgang Pauli.

En 1921 visita Madrid y siendo sabedor de los descubrimientos de Miguel A. Catalán, se interesa por conocerle personalmente. En la primera entrevista, Miguel no tiene ningún reparo en hacerle entrega de una copia de su trabajo sobre el manganeso, ¡antes de ser publicado! Las relaciones de Catalán con Sommerfeld son analizadas por Sánchez Ron en Miguel Catalán y Arnold Sommerfeld, y también comentadas por Manuel Josep Traver i Ribes en su tesis doctoral: La historia de les ciències en l'ensenyament de la física i la química. Según describe José Pérez-Piñar López, una vez entregado el documento a Arnold Sommerfeld: La reacción del alemán fue inmediata. Esa misma noche lo revisó y al día siguiente se puso en contacto con Catalán manifestándole su gran interés en ese trabajo. Así seguía contándolo el propio Catalán, en el citado curso de doctorado: Sommerfeld…había creado su teoría de los cuantos internos casi sin datos, con los alcalinos y los alcalinotérreos, y de repente se encontró con que yo le proporcionaba una gran cantidad de datos para su teoría. Al día siguiente me llamó y tuvimos una conversación que iba a ser el principio de una relación muy estrecha, que todavía hoy conservamos. Como resultado de este encuentro Sommerfeld presentó en los Annalen der Physik una ponencia innovadora sobre la interpretación de los espectros de elementos complejos, por el método de los números cuánticos, en el que reconoce reiteradamente la labor de Herr Catalán, al que debía el estímulo para llevar a cabo esta ampliación…

En 1924, por mediación de Sommerfeld, Miguel A. Catalán consigue una beca del International Education Board (Fundación Rockefeller) de Estados Unidos, a través de la JAE, para trabajar en la Universidad de Múnich el curso 1924-1925. Sommerfeld ha comprendido el potencial de Catalán y desea estar rápidamente informado de sus nuevos hallazgos. En colaboración con Karl Bechert, ayudante de Sommerfeld, Catalán analizó otros espectros, además del de manganeso. El propio Catalán recordaba así esta invitación: El año 1924 este mismo profesor (Sommerfeld) me invitó a pasar un curso en Múnich para exponer mis métodos de trabajo y los resultados obtenidos. Este viaje fue costeado por la Institución Rockefeller. En aquellas fechas ya empezaban a venir trabajos sobre los multipletes realizados en diversos países: Estados Unidos, Francia, India, Holanda, Argentina, Alemania, etc. El tema era tan sugestivo y tan fructífero que los trabajos se sucedían rápidamente. Para evitar duplicidad hubimos de repartirnos los temas de trabajo y mantener una relación activa entre los diversos laboratorios. ¡Que año de actividad tan fecunda! Aquellos espectros que habían desafiado a todos tanto tiempo, iban siendo conocidos rápidamente y con ellos la disposición y estructura de sus capas electrónicas. En la parte teórica las cosas avanzaban también muy deprisa; allí mismo, en Múnich se encontraban a nuestro lado jóvenes científicos como Heisemberg y Hund que habían de hacerse enseguida famosos por aquellos trabajos. La interpretación de los espectros llevó a los físicos teóricos a construir el más famoso monumento científico de nuestro siglo: la Mecánica Ondulatoria.

Arnold Sommerfeld. Stuttgart, 1935.

En 1927 Sommerfeld aplicó las estadísticas de Fermi-Dirac al modelo de Drude de los electrones en los metales. La nueva teoría resolvía muchos de los problemas prediciendo las propiedades térmicas de los metales.

Sommerfeld murió en 1951 en Múnich a causa de las heridas de un accidente de tráfico.

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