El siglo XX se inundó de grandes figuras dentro del campo de la física. Entre todos estos científicos lograron revolucionar la concepción de esa disciplina que existía hasta ese momento, consolidándola como la base para nuevas teorías, como la cuántica o la teoría de la relatividad. Entre ellos, se encuentra Arnold Sommerfeld, un físico teórico alemán nacido en 5 de diciembre de 1868 y conocido por sus contribuciones en la mecánica cuántica.
A pesar de sus importantísimos trabajos en la teoría atómica y en la estructura del átomo o la teoría de números cuánticos, Sommerfeld nunca llegó a ganar el Nobel. Sin embargo, es justo este hecho el que lo hace destacar entre sus contemporáneos: Arnold Sommerfeld fue candidato al premio hasta en 84 ocasiones. Además, también se alza con el título de ser el físico con mayor número de estudiantes galardonados por el Nobel: cuatro en su caso, entre los que se encontraban Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli, Peter Debye y Hans Bethe.
Sommerfeld no salió de su ciudad natal, Königsberg, hasta el año 1891, cuando terminó su doctorado en Física y se trasladó a la Universidad de Gotinga para especializarse en matemáticas, pues era la institución más famosa en esa disciplina. Allí fue asistente del matemático Felix Klein y dio clases de matemáticas y física teórica. Tras pasar algunos años en la Universidad Técnica de Aquisgrán, en 1906 sucedió al gran Ludwig Boltzmann como director del Instituto de Física Teórica de la Universidad de Munich, donde consiguió elevar la reputación de la institución a niveles nunca antes vistos.
PERFECCIÓN DEL MODELO ATÓMICO
Una de las mayores contribuciones de Sommerfeld fue la elaboración de un modelo atómico en el año 1916 que conseguía abordar ciertas limitaciones del propuesto por Bohr dos años antes. Este último describía a los electrones en órbitas circulares alrededor del núcleo, pero presentaba problemas a la hora de estudiar átomos con un gran número de electrones o explicar fenómenos como las líneas espectrales.
Con el objetivo de solventar esa situación, Sommerfeld propuso la idea de que las órbitas no fueran circulares, sino elípticas. Además, introdujo un nuevo número cuántico azimutal, el cual relacionaba con el momento angular orbital de un electrón (es decir, con la propiedad de giro de los electrones) y ayudaba a describir la forma en 3D de la órbita, así como el resto de números cuánticos ya establecidos. Añadir este número permitió a Sommerfeld plantear una subdivisión diferente de los niveles de energía, creando subniveles dentro de un solo nivel principal.
Arnold Sommerfeld en la segunda conferencia de Solvay, en 1913. En la foto, Sommerfeld se encuentra en la fila central, el quinto de izquierda a derecha, junto a Marie Curie.
Sin embargo, la contribución más significativa de este científico fue la incorporación de la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein al contexto del átomo. Sommerfeld aplicó la corrección relativista a la energía de los electrones, especialmente a aquellos con velocidades cercanas a la de la luz, lo cual permitió conocer mejor ciertos desplazamientos observados que dieron lugar a la conocida como estructura fina. Sus contribuciones fueron esenciales para avanzar en la comprensión de la mecánica cuántica y la teoría atómica.
EL DESCUBRIDOR DE TALENTOS
Sin embargo, a pesar de estos importantes aportes científicos, Sommerfeld nunca vio su trabajo reconocido a través del Permio Nobel. No obstante, seguramente los récords con los que cuenta relacionados con ese galardón le hacen poseer más fama que si, de verdad, hubiera recibido el premio. Así, Arnold Sommerfeld se sitúa como el físico con el mayor número de nominaciones (84 entre 1917 y 1951) y con el mayor número de estudiantes de doctorado galardonados por el Premio Nobel, siendo estos Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli, Peter Debye y Hans Bethe.
Además, hasta 21 de sus estudiantes de doctorado llegaron a hacer contribuciones importantes en sus disciplinas de especialización y tres de los alumnos que cursaron el postgrado con él también ganaron el Nobel. Bajo este contexto, a Max Born se le atribuye haber señalado que Sommerfeld era un auténtico descubiertos y desarrollador de talentos.