Franz Arthur Friedrich Schuster, född den 12 september 1851 i Frankfurt am Main, död den 14 oktober 1934 på Yeldall Manor vid Twyford i Berkshire, var en brittisk fysiker av tysk härkomst. Han var verksam inom spektroskopi, optik, jordmagnetism, röntgenfotografering och elektrokemi, samt uppfann periodogrammet, en metod för analys av periodicitet hos företeelser, och Schuster-Smith-magnetometern. Därutöver ägnade han en stor del av sin verksamhet åt naturvetenskapliga organisationer, både brittiska och internationella.
Biografi Grundutbildning Schuster var son till en tysk textilfabrikant och hans karriär (liksom hans två bröders) var förutbestämd att fortsätta inom familjeföretaget. Han gick därför på gymnasiet, som gav den högsta undervisningen i Frankfurt, och sändes 1868 till Genève för att studera franska. Under studietiden i Frankfurt hade hans intresse för fysik och naturvetenskap väckts och i Genève tog han även kurser i fysik för Jacques-Louis Soret och Charles Cellérier, kemi för Jean Charles Galissard de Marignac, astronomi för Émile Plantamour, historia för Paul Chaix och jämförande anatomi för René-Édouard Claparède.Schuster (1932) sid. 41–46 1866 hade den (till dess) fria staden Frankfurt annekterats av Preussen (Sjuveckorskriget) och 1869, medan Arthur Schuster studerade i Genève, flyttade familjen (och familjeföretaget) till textilstaden Manchester för att undvika preussiskt medborgarskap.Schuster (1932) sid. 40 När Schuster avslutade sina studier lämnade han Genève den 25 maj 1870,Schuster (1932) sid. 48 och flyttade "hem" till Manchester.
Högre utbildning Schuster arbetade ett år inom familjeföretaget som kontorist, vilket han fann rutinmässigt och stimulansfritt. Under tiden läste han dock Darwins On the Origin of Species och John Tyndalls Heat considered as a mode of Motion, samt gick på kvällsundervisning i kemi under Henry Roscoe vid Owens College.Schuster (1932) sid. 50 Med stöd från sin mor lyckades han övertala fadern att få studera vidare i stället för att fortsätta inom företaget och i oktober 1871 började han som heltidsstudent i fysik under Balfour Stewart och i ren och tillämpad matematik under Thomas Barker samt, två dagar i veckan, som medhjälpare vid det fysiklaboratorium som Stewart var i färd med att bygga upp vid Owens College.Schuster (1932) sid. 50–52 Under denna tid gjorde han sina första experiment inom spektroskopi, vilket ledde till hans första publikation den 20 juni 1872: On the Spectrum of Nitrogen ("Om kvävets spektrum").A. Schuster, 1872, On the Spectrum of Nitrogen i Proceedings of the Royal Society of London, vol. 20, sid. 484–487.
Sommaren 1872 åkte Schuster till Heidelberg med rekommendationsbrev från Roscoe till Gustav Kirchhoff och Robert Bunsen och den 25 februari 1873 kunde han, under något förvirrande former,Se kapitlet "How I became a doctor of philosophy", i Schuster (1932), sid. 56–64. erhålla en doktorsexamen. Han återvände därefter till Manchester där han på hösten blev "förste demonstrator" i fysiklaboratoriet. Sommarlovet 1874 tillbringade han i Göttingen där han studerade i Wilhelm Webers "något primitiva laboratorium". Han fortsatte sedan till Berlin för studier under Hermann von Helmholtz och återvände hem julen 1874 (till Hampstead, dit hans far flyttat).Schuster (1932) sid. 64.
Fotografering av solkoronans spektrum miniatyr|stående|Skiss av solförmörkelsen den 6 april 1875 från Schusters och Lockyers rapport till Royal Society. I slutet av december 1874, på vägen hem från Berlin, fick Schuster ett brev från Norman Lockyer med ett erbjudande om att delta i en expedition till Siam (idag Thailand) för att försöka fotografera solkoronans spektrum under solförmörkelsen den 6 april 1875. Schuster accepterade och den 4 februari, sju dagar före avresan, fick han ett brev från George Stokes vid Royal Society som meddelade att den 23-årige Schuster utsetts att leda hela expeditionen, som avseglade med ångare den 11 februari. Resan (som inte var fri från missöden och komplikationer) tog 45 dagar och den 28 mars var sällskapet framme i Bangkok, varifrån det fortsatte till en förberedd observationsplats vid Bangkokbukten, just där totalitetslinjen skar kusten (). Efter en del problem med instrumenten, förlöpte själva observationen utan missöden och resultaten blev så bra som instrumenten tillät – men de fotografiska plåtarna visade sig vara alldeles för okänsliga för att kunna avbilda koronans spektrum.Kapitel X, "The Siamese Eclipse Expedition of 1875" i Schuster (1932), sid. 66–101.J. N. Lockyer och A. Schuster, 1878, Report on the Total Solar Eclipse of April 6, 1875 i Philosophical Transactions of the Royal Society of London, vol. 169, sid. 139–154. På hemresan stannade Schuster till i Indien. Han anlände till Calcutta i maj, men reste efter några dagar till Simla (nuvarande Shimla), varifrån han företog en äventyrsfylld resa genom Himalaya till Srinagar. Därefter besökte han Peshawar, Delhi, Agra ("blev klart besviken över Taj Mahal", men mer imponerad av Fatehpur Sikri) och Lucknow (av vilket hans nästan enda minne var svärmar av mygg), innan han lämnade Indien från Bombay,Kapitel XI, "From Simla trough Kulu to Kashmir" i Schuster (1932), sid. 102–168 och var tillbaka i England först i november 1875.
Schusters intresse för solkoronans spektrum var väckt och han företog ytterligare tre resor. Den första av dessa gick till West Los Animas i Colorado (29 juli 1878),A. Schuster, 1878, Some remarks on the total solar eclipse of July 29, 1878 i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 39, sid. 44–47. där de visuella observationerna var något bättre än de i Siam, men även denna gång misslyckades fotograferingen av spektrumet. Utmärkta fotografier av spektrumet (och av en komet nära solen som upptäcktes på grund av förmörkelsenX/1882 K1 (Eclipse Comet or "Tewfik") på Cometography.com.) fick han i Sohag, Egypten (17 maj 1882) och han kunde då mäta "en rik skörd av" 29 spektrallinjer.W. Abney och A. Schuster, 1884, On the Total Solar Eclipse of May 17, 1882 i Philosophical Transactions of the Royal Society of London 175, sid. 253–271. Sid. 270: "The photograph of the spectrum of the corona and has yielded an abundant harvest. Twenty-nine lines of one prominence have been photographed..." Se även planscherna och notera kometen (vilken beskrivs på sid. 261–262 och döptes till "Tewfik" efter den gästfria khediven). Även vid den sista resan, till Prickly Point på Grenada i Västindien (29 augusti 1886),L. Darwin, A. Schuster och E. W. Maunder, 1889, On the total solar eclipse of August 29, 1886, i Philosophical Transactions of the Royal Society of London 180, sid. 291–350. fick han utmärkta bilder av koronaspektrumet.Newall (1935) sid. 20.Dyson (1935) sid. 328.
Professorstjänster Efter hemkomsten från Indien blev Schuster återigen "demonstrator" i fysik vid Owens College. En av de kurser han höll behandlade Maxwells teorier om elektricitet och magnetism och bland kursdeltagarna märks speciellt J.J. Thomson. Han stannade bara en termin i Manchester innan han flyttade till Cambridge där han först arbetade under Maxwell vid Cavendishlaboratoriet och sedan med Lord Rayleigh för att bestämma värdet på enheten ohm. Efter fem år i Cambridge fick han 1881 anställning som professor i tillämpad matematik vid före detta Owens College, sedan 1880 inlemmat i Victoria University, och när Balfour Stewart avled 1888, efterträdde han denne som professor i fysik.
I september 1887 gifte han sig med Emma Caroline Elizabeth Loveday (1867–1962) och tillsammans fick paret fem barn (en son och fyra döttrar).Emma (Carey) Caroline Elizabeth (Lady Schuster Bullwell) Schuster (född Loveday), 1867–1962 på Myheritage.com.Emma Caroline Elizabeth Loveday på Geni.com.Dyson (1935) sid. 330. De bodde i Victoria Park några kilometer söder om Manchesters centrum fram till 1913, då Schuster köpte Yeldall Manor vid Twyford nära Reading, för att ha närmare till London och Royal Society.Simpson (1935), sid. 419.
Schusters huvudarbete fram till slutet av 1890-talet rörde elektriska urladdningar i gaser och han visade att en ljusblixt försatte gasen i ett elektriskt ledande tillstånd och att ett magnetfält påverkade urladdningens riktning vilket visade att ledningen berodde på jonisering av gasmolekylerna. Han var härvid mycket nära att bestämma kvoten mellan elektronens laddning och massa vilket var ett grundläggande bidrag till J.J. Thomsons upptäckt av elektronen 1897.Dyson (1935) sid. 328–329.Simpson (1935), sid. 412.
Röntgenfotografering och böcker
Wilhelm Röntgen skickade sin Eine neue Art von Strahlen till Schuster i början av 1896.S.V. Chavda och A.L. Pahor, A century of ENT radiology i The Journal of Laryngology & Otology 10:1, sid. 5–9. Schuster började då själv experimentera med röntgenstrålning och lyckades åstadkomma att antal lyckade röntgenfotografier av kroppsdelar och djur, vilket också ledde till att han överhopades med förfrågningar om hjälp från Manchesters läkarkår.Simpson (1935), sid. 413.
Med upptäckterna av elektronen och röntgenstrålningen var plötsligt Schusters forskningsområde förklarat och hans bidrag på området glömdes snabbt bort. Därtill dog hans assistent, Arthur T. Stanton, 1898, varför Schuster själv upphörde med praktiska experiment och uteslutande ägnade sig åt teoretiska och matematiska undersökningar. En hel del forskning bedrevs dock fortfarande i hans laboratorium av hans studenter (William Gannon, Charles Herbert Lees, Gustave Adolphe Hemsalech och Joseph Ernest Petavel).
Tillsammans med Lees gav han 1901 ut Advanced exercises in practical physics 1901.A. Schuster och C.H. Lees, 1901, Advanced exercises in practical physics, Cambridge University Press.
Schusters långvariga intresse för spektroskopi ledde in honom på optiken inom vilken han gav föreläsningar. Detta ledde till publikationen av hans lärobok An introduction to the theory of optics 1904A. Schuster, 1904, An introduction to the theory of optics, Edward Arnold, London (andra upplaga 1909A. Schuster, 1909, An introduction to the theory of optics, Edward Arnold, London, tredje reviderad upplaga, med John William Nicholson, 1924A. Schuster och J.W. Nicholson, 1924, An introduction to the theory of optics, Edward Arnold, London).
1908 fick Schuster en förfrågan om att hålla en serie föreläsningar vid universitetet i Calcutta, vilket han accepterade. Föreläsningarna hölls i mars och resulterade sedermera, förutom i ett hedersdoktorat, i en bok om fysikens utveckling under de senaste 33 åren: The progress of physics, during 33 years (1875–1908)A. Schuster, 1911, The progress of physics, during 33 years (1875–1908), University Press, Cambridge.
1932 skrev han en form av memoarer, Biographical Fragments, som dels omfattar hans liv till och med den första indienresan 1875, dels åtta "episoder" och dels tolv biografiavsnitt över sjutton personer han mött.Se A. Schuster (1932) ovan.
Periodogram miniatyr|Periodogram som visar att Proxima Centauri b har en omloppsperiod på 11,2 dygn.