Paul Peter Ewald , FRS [1] ( 23 de enero de 1888 - 22 de agosto de 1985) fue un cristalógrafo y físico alemán , pionero de los métodos de difracción de rayos X. [2]
Ewald recibió su educación inicial en los clásicos en el Gymnasium de Berlín y Potsdam , donde aprendió a hablar griego, francés e inglés, además de su alemán nativo. [3]
Ewald comenzó su educación superior en física , química y matemáticas en Gonville and Caius College en Cambridge , durante el invierno de 1905. En 1906 y 1907, continuó su educación formal en la Universidad de Göttingen , donde sus intereses se centraron principalmente en las matemáticas. En ese momento, Gotinga era un centro de matemáticas de clase mundial bajo la dirección de los tres "mandarines" de Gotinga: Felix Klein , David Hilbert y Hermann Minkowski . [4] Mientras estudiaba en Gotinga, Hilbert contrató a Ewald como Ausarbeiter , un puesto remunerado como escribano, es decir, tomaba notas en las clases de Hilbert, hacía aprobar las notas por el asistente de Hilbert (en aquel momento, Ernst Hellinger ) y luego prepare una copia limpia para el Lesezimmer , la sala de lectura de matemáticas. [5] En 1907, continuó sus estudios matemáticos en la Universidad Ludwig Maximilian de Munich (LMU), con Arnold Sommerfeld en su Instituto de Física Teórica. Obtuvo su doctorado [6] en 1912. Su tesis doctoral desarrolló las leyes de propagación de los rayos X en monocristales. Después de doctorarse, fue asistente de Sommerfeld. [3] [7]
Durante las vacaciones de Navidad de 1911 y en enero de 1912, Ewald estaba terminando de escribir su tesis doctoral. En enero , durante un paseo por el Jardín Inglés de Múnich, Ewald le habló a Max von Laue sobre el tema de su tesis. Las longitudes de onda que preocupaban a Ewald estaban en la región visible del espectro y, por tanto, mucho más grandes que el espacio entre los resonadores en el modelo de cristal de Ewald. Laue parecía distraída y quería saber cuál sería el efecto si se consideraran longitudes de onda mucho más pequeñas. No fue hasta junio de ese año que Ewald escuchó a Sommerfeld informar a la Physikalische Gesellschaft de Göttingen sobre el éxito de la difracción de rayos X por parte de Max von Laue , Paul Knipping y Walter Friedrich en la LMU, por lo que Laue recibiría el Premio Nobel de Medicina. Física , en 1914. [8] [9]
Con el auge de la física teórica a principios del siglo XX y su fundamento en las matemáticas, David Hilbert decidió echar una mano organizadora para formalizar las ciencias, empezando por la física. En 1912, Hilbert pidió a su amigo y colega Arnold Sommerfeld [10] que le enviara un asistente especial de física. Sommerfeld envió a Ewald, quien fue apodado “el tutor de física de Hilbert”, [11] y desempeñó esta función hasta 1913, cuando Sommerfeld envió a otro de sus alumnos, Alfred Landé . El primer problema asignado a Ewald fue revisar la controversia en la literatura sobre las constantes de elasticidad en los cristales e informar al respecto. Unos años más tarde, Max Born , en Gotinga, resolvió el problema. [7] [12]
Durante su estancia en Göttingen, Ewald visitaba con frecuencia El BoKaReBo , una pensión regentada por la hermana Annie en Dahlmannstrasse 17. El nombre deriva de las primeras letras de los apellidos de sus huéspedes: “El” por Ella Philippson (una estudiante de medicina), “Bo” para Max Born (un Privatdozent ) y Hans Bolza (un estudiante de física), “Ka” para Theodore von Kármán (un Privatdozent) y “Re” para Albrecht Renner (un estudiante de medicina). Richard Courant , matemático y Privatdozent, llamó a estas personas el “grupo interno”. Fue aquí donde Ewald conoció a Ella Philippson, quien se convertiría en su esposa. [1] [13]
En la primavera de 1913, Niels Bohr , del Instituto de Física Teórica de la Universidad de Copenhague , presentó para publicación su teoría del modelo atómico de Bohr . [14] Más tarde ese año, Ewald asistió a la reunión de Birmingham de la Asociación Británica donde escuchó relatos y discusiones de la revisión de James Jeans sobre la teoría de la radiación y el modelo de Bohr . [15] Esto inició una nueva e importante área de investigación para Sommerfeld y sus estudiantes: el estudio y la interpretación de los espectros atómicos y la espectroscopia de bandas moleculares y el modelado teórico de la estructura atómica y molecular .
Durante la Primera Guerra Mundial , Ewald sirvió en el ejército alemán como técnico médico. Cuando pudo, siguió pensando en la física de su tesis doctoral y desarrolló la teoría dinámica de la difracción de rayos X , que luego utilizaría en su Habilitationsschrift . Al finalizar la guerra, regresó a LMU como asistente de Sommerfeld. Completó su habilitación en 1917, [16] y se convirtió en Privatdozent allí, mientras permanecía como asistente de Sommerfeld. [3] [17]
En 1921, mientras aún estaba en LMU, Ewald publicó un artículo sobre el método de la función theta para analizar campos dipolares en cristales, [18] una rama de su trabajo anterior sobre la teoría dinámica de la óptica y los rayos X en cristales, que apareció en tres publicaciones de revistas. [19] [20] [21] Según Ewald, el impulso para el método provino de unas vacaciones de esquí en Mittenwald , en Semana Santa, en 1911. Sommerfeld tenía por costumbre llevar a sus alumnos y asistentes a excursiones de esquí en invierno y en la montaña. salidas de escalada en verano, donde las discusiones sobre física eran tan duras como el esfuerzo físico de las salidas. [22] Ewald, estaba teniendo problemas para restar de sus cálculos el campo del dipolo de prueba. La solución la proporcionó el asistente de Sommerfeld y antiguo estudiante de doctorado, Peter Debye , en una discusión que no duró más de 15 minutos. El artículo de Ewald ha sido ampliamente citado en la literatura y en libros científicos, como Dynamical Theory of Crystal Lattices , [23] de Max Born y Kun Huang . [24]
Cuando Erwin Schrödinger hizo saber que dejaba su puesto de profesor extraordinario en la Technische Hochschule Stuttgart para ir a la Universidad de Breslau , Ewald fue llamado y aceptó el puesto en 1921. En 1922, fue llamado a la Universidad de Münster. . Ewald aprovechó la oferta para mejorar su puesto en Stuttgart a profesor ordinario; sin embargo, aunque Ewald fue ascendido a profesor ordinario, el puesto establecido en realidad se mantuvo como profesorado extraordinario. [25]
A partir de 1922, Erwin Fues , también ex estudiante de doctorado de Sommerfeld, realizó trabajos de posgrado en la Technische Hochschule de Stuttgart con Ewald; Fues completó su Habilitación en 1924. También ese año, Ewald se convirtió en coeditor de Zeitschrift für Kristallographie . En 1929 recibió una llamada a la Technische Hochschule Hannover . Una vez más, aprovechó esta llamada para mejorar su posición en Stuttgart negociando un segundo asistente, la conversión permanente de su puesto al de profesor ordinario y un edificio separado para sus actividades. El edificio se inauguró formalmente en 1930 como Instituto de Física Teórica, bajo la dirección de Ewald. El instituto siguió el modelo del Instituto de Física Teórica de Sommerfeld en Munich, en el sentido de que llevaría a cabo trabajos teóricos y tendría espacio y equipo para trabajos experimentales. [26]
En 1931, Ewald fue nombrado director de la división de ciencias físicas. [27] [28] [29]
En Gotinga, Richard Courant tomó las notas de las conferencias de Hilbert que estaban disponibles en Lesezimmer , las editó y las complementó para escribir una obra en dos volúmenes. El primer volumen, Methoden der mathematischen Physik I , se publicó en 1924. [30]
Al ver el libro, Ewald se vio obligado a escribir una reseña detallada que lo describía como una herramienta matemática caracterizada por valores y funciones propias para la física teórica que se estaba desarrollando en ese momento. [31]
El libro de Courant-Hilbert contenía fortuitamente las matemáticas necesarias para el desarrollo de la formulación de la mecánica matricial de Heisenberg - Born de la mecánica cuántica y también para la formulación de la mecánica ondulatoria de Schrödinger , ambas propuestas en 1925. El principal impulso del trabajo de Ewald fue la cristalografía de rayos X, y Ewald era el epónimo de la construcción de Ewald y la esfera de Ewald , ambas construcciones útiles en ese campo. [32]
En 1929, para eliminar la confusión derivada de la proliferación de datos cristalográficos, Ewald propuso revisar y recopilar los mejores datos en una sola publicación. Los resultados se publicaron en 1935 como Internationale Tabellen zur Bestimmung von Kristallstrukturen . Otra contribución de Ewald, publicada en 1931, Strukturbericht Volumen I (1913-1928), fue editada por Ewald y C. Hermann. [3] [33]
Ewald fue elegido rector de Stuttgart en 1932. Sin embargo, debido a las crecientes dificultades con los profesores que eran miembros del nacionalsocialismo en Alemania, renunció a su cargo en la primavera de 1933, [34] un año antes de que expirara su mandato. Ewald continuó con sus otras actividades. Sin embargo, debido a los crecientes problemas con el Dozentenbund , [35] Wilhelm Stortz, rector de la universidad, pidió a Ewald que se marchara. [36] Emigró a Inglaterra en 1937 junto con su madre, la pintora Clara Ewald , [37] y ocupó un puesto de investigación en Cambridge , hasta que le ofrecieron y aceptó una cátedra en la Queen's University de Belfast en 1939. Más tarde se convirtió en profesor. de la física matemática. [3] [27] [29]
Mientras daba clases en la Universidad de Duke en 1937, Hans Bethe , que obtuvo su doctorado con Sommerfeld en 1928, se topó con Rose, la hija de Ewald, que ya había emigrado a los Estados Unidos y que asistía a la escuela. Se casaron en septiembre de 1939. Así, Bethe se convirtió en yerno de Paul Peter Ewald. [38]
Cerca del final de la Segunda Guerra Mundial , Sommerfeld organizó sus apuntes y comenzó a escribir las Lectures on Theoretical Physics en seis volúmenes . Mientras estaba en el Instituto Politécnico de Brooklyn , Ewald escribió un Prólogo al Curso de Sommerfeld , que apareció en la traducción al inglés de la obra de Sommerfeld. [39]
Además, hacia el final de la Segunda Guerra Mundial , a Ewald le preocupaba que la paz resultara en el establecimiento de múltiples revistas nacionales de cristalografía en competencia. Así, en 1944, en Oxford, propuso el establecimiento de una Unión Internacional de Cristalografía (IUCr) que tendría la responsabilidad exclusiva de publicar la investigación cristalográfica. En 1946, fue elegido presidente del Comité Cristalográfico Internacional Provisional, en una reunión en Londres de cristalógrafos de 13 países; Ocupó este cargo hasta 1948, cuando se formó la Unión. El Comité también lo nombró editor de la revista que publicará la Unión. El primer número de Acta Crystallographica se publicó en 1948, el mismo año en que Ewald presidió la primera Asamblea General y Congreso Internacional de la IUCr, que se celebró en la Universidad de Harvard . [3] [40]
En 1952, Ewald fue elegido presidente de la Asociación Estadounidense de Cristalografía . Formó parte del Comité Ejecutivo de la IUCr desde su fundación hasta 1966, y fue su vicepresidente en 1957 y presidente en 1960, cargo que ocupó hasta 1963. Su dirección editorial de la revista Acta Crystallographica se extendió desde sus inicios en 1948 hasta 1959. [3] [40]
Una década después de mudarse a Belfast, Ewald se mudó a los Estados Unidos en 1949 y ocupó un puesto en el Instituto Politécnico de Brooklyn , como profesor y jefe del departamento de física. Se retiró como jefe del departamento en 1957 y de la docencia en 1959. [3] [27] [29]
