Lev Landau (lata życia - 1908-1968) - wielki radziecki fizyk, pochodzący z Baku. Jest właścicielem wielu interesujących badań i odkryć. Czy możesz odpowiedzieć na pytanie, dlaczego Lew Landau otrzymał Nagrodę Nobla? W tym artykule porozmawiamy o jego osiągnięciach i głównych faktach biografii.
Pochodzenie Lwa Landau
Możesz długo mówić o takim naukowcu jak Lev Landau. Lata życia, zawód i osiągnięcia tego fizyka – to wszystko z pewnością zainteresuje czytelników. Zacznijmy od samego początku - od genezy przyszłego naukowca.
Urodził się w rodzinie Ljubow i Davida Landau. Jego ojciec był znanym inżynierem naftowym. Pracował na polach naftowych. Jeśli chodzi o matkę, z zawodu była lekarzem. Wiadomo, że ta kobieta prowadziła badania fizjologiczne. Podobno Lew Landau pochodził z inteligentnej rodziny. Nawiasem mówiąc, jego starsza siostra została inżynierem chemii.
Lata studiów
Lev Davidovich poszedł do liceum, które znakomicie ukończył w wieku 13 lat. Jego rodzice uważali, że ich syn nadal jest bardzomłodzi na studia wyższe. Dlatego postanowili wysłać go na rok do Wyższej Szkoły Ekonomicznej w Baku. Następnie, w 1922 roku, został przyjęty na uniwersytet w Baku. Tutaj Lev Landau studiował chemię i fizykę. Dwa lata później Lew Dawidowicz przeniósł się na Uniwersytet Leningradzki, na Wydział Fizyki.
Pierwsze prace naukowe, szkoła podyplomowa
W wieku dziewiętnastu lat Landau stał się już autorem czterech opublikowanych artykułów naukowych. W jednej z tych prac po raz pierwszy zastosowano tzw. macierz gęstości. Termin ten jest dziś powszechnie używany. Opisuje stany energii kwantowej. Landau ukończył uniwersytet w 1927 roku. Następnie wstąpił do szkoły podyplomowej, wybierając Leningradzki Instytut Fizyki i Technologii. W tej instytucji edukacyjnej zajmował się elektrodynamiką kwantową i magnetyczną teorią elektronu.
Podróż służbowa
W okresie od 1929 do 1931 Lev Landau był na misji naukowej. Lata życia, zawód i osiągnięcia tego naukowca wiążą się ze ścisłą współpracą z kolegami z zagranicy. Tak więc podczas podróży służbowej odwiedził Szwajcarię, Niemcy, Holandię, Anglię i Danię. W ciągu tych lat poznał i zapoznał się z twórcami nowo powstającej mechaniki kwantowej. Wśród naukowców, których spotkał Landau, byli Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg i Niels Bohr. Do tego ostatniego Lew Dawidowicz zachował przyjazne uczucia do końca życia. Ten naukowiec miał szczególnie silny wpływ na Landau.
Lev Davidovich, będąc w tylegranicy, przeprowadziła ważne badania swobodnych elektronów (ich właściwości magnetycznych). Ponadto wraz z Peierlsem prowadził także badania nad relatywistyczną mechaniką kwantową. Dzięki tym pracom Lew Landau, którego zawód interesował zagranicznych kolegów, zaczął być uważany za jednego z czołowych fizyków teoretycznych. Naukowiec nauczył się radzić sobie z bardzo złożonymi systemami teoretycznymi. Należy zauważyć, że później ta umiejętność była dla niego bardzo przydatna, gdy Landau zaczął prowadzić badania nad fizyką niskich temperatur.
Przeprowadzka do Charkowa
Lev Davidovich wrócił do Leningradu w 1931 roku. Wkrótce jednak zdecydował się przenieść do Charkowa, który w tym czasie był stolicą Ukrainy. Tutaj naukowiec pracował w Ukraińskim Instytucie Fizyki i Technologii, był kierownikiem jego działu teoretycznego. W tym samym czasie Lew Dawidowicz był kierownikiem wydziałów fizyki teoretycznej na Uniwersytecie w Charkowie i Charkowskim Instytucie Inżynierii i Mechanicznym. W 1934 roku Akademia Nauk ZSRR nadała mu stopień doktora nauk fizycznych i matematycznych. W tym celu Landau nie musiał nawet bronić rozprawy. Tytuł profesora otrzymał w następnym roku taki naukowiec jak Lev Landau.
Jego zawód obejmował coraz więcej nowych dziedzin nauki. Landau w Charkowie publikował prace na takie tematy jak rozproszenie dźwięku, pochodzenie energii gwiazdowej, rozpraszanie światła, przenoszenie energii zachodzące podczas zderzeń, nadprzewodnictwo, właściwości magnetyczne różnych materiałów itp. Dzięki temu dał się poznać jako teoretyk o niezwykle wszechstronnym naukowyzainteresowania.
Cecha charakterystyczna twórczości Landaua
Później, gdy pojawiła się fizyka plazmy, prace Landaua nad cząstkami oddziałującymi elektrycznie okazały się bardzo przydatne. Zapożyczając pewne koncepcje z termodynamiki, naukowiec przedstawił szereg innowacyjnych pomysłów dotyczących systemów niskotemperaturowych. Trzeba powiedzieć, że wszystkie prace Landaua cechuje jedna ważna cecha - wirtuozowskie posługiwanie się aparatem matematycznym w poszukiwaniu rozwiązań złożonych problemów. Lev Landau wniósł znaczący wkład w teorię kwantową, a także w badanie interakcji i natury cząstek elementarnych.
Szkoła Lwa Landaua
Zakres jego badań jest naprawdę szeroki. Obejmują prawie wszystkie główne obszary fizyki teoretycznej. Dzięki tak szerokiemu zakresowi zainteresowań naukowiec przyciągnął do Charkowa wielu utalentowanych młodych naukowców i uzdolnionych studentów. Wśród nich był Jewgienij Michajłowicz Lifszit, który stał się współpracownikiem Lwa Dawidowicza i jego najbliższym przyjacielem. Szkoła, która wyrosła wokół Lwa Landaua, przekształciła Charków w jeden z wiodących ośrodków fizyki teoretycznej w ZSRR.
Naukowiec był przekonany, że fizyk teoretyczny powinien być gruntownie obeznany we wszystkich dziedzinach tej nauki. W tym celu Lew Dawidowicz opracował bardzo rygorystyczny program szkoleniowy. Nazwał ten program „teoretycznym minimum”. Wnioskodawcy, którzy chcieli wziąć udział w prowadzonych przez niego warsztatach, musieli spełnić bardzo wysokie wymagania. Dość powiedzieć, że przez 30 lat, mimo wieluŻycząc tylko 40 osób zdało egzaminy z „teoretycznego”. Jednak ci, którym się udało, Lew Dawidowicz hojnie poświęcił swoją uwagę i czas. Ponadto mieli pełną swobodę wyboru tematu badawczego.
Tworzenie teoretycznego kursu fizyki
Landau Lew Dawidowicz utrzymywał przyjazne stosunki ze swoimi pracownikami i studentami. Pieszczotliwie nazywali naukowca Dau. Aby im pomóc w 1935 r. Lew Dawidowicz stworzył szczegółowy kurs fizyki teoretycznej. Została wydana przez Landau wspólnie z E. M. Lifshitzem i była serią podręczników. Ich treść była aktualizowana i korygowana przez autorów przez następne 20 lat. Książki te zyskały ogromną popularność. Zostały przetłumaczone na wiele języków świata. Obecnie te podręczniki są słusznie uważane za klasyki. W 1962 Landau i Lifszitz otrzymali Nagrodę Lenina za stworzenie tego kursu.
Praca z Kapitzą
Lew Dawidowicz w 1937 odpowiedział na zaproszenie Petera Kapitzy (jego zdjęcie prezentujemy poniżej) i został kierownikiem katedry fizyki teoretycznej w nowo utworzonym Moskiewskim Instytucie Problemów Fizycznych. Jednak w następnym roku naukowiec został aresztowany. Fałszywe oskarżenie polegało na tym, że szpiegował na rzecz Niemiec. Dopiero dzięki interwencji Kapitsy, która osobiście wystąpiła na Kremlu, Lew Landau został zwolniony.
Kiedy Landau przeprowadził się z Charkowa do Moskwy, Kapitsa po prostu eksperymentował z ciekłym helem. Jeśli temperatura spadnie poniżej 4,2 K (bezwzględnatemperatura jest mierzona w stopniach Kelvina i jest mierzona od -273, 18 ° C, czyli od zera bezwzględnego), gazowy hel staje się cieczą. W tym stanie nazywany jest helem-1. Jeśli obniżysz temperaturę do 2,17 K, to przechodzi w ciecz o nazwie hel-2. Ma kilka bardzo ciekawych właściwości. Helium-2 jest w stanie z łatwością przepływać przez najmniejsze otwory. Wygląda na to, że w ogóle nie ma lepkości. Substancja unosi się w górę ściany naczynia, jakby nie działała na nią grawitacja. Ponadto jego przewodność cieplna setki razy przewyższa przewodność cieplną miedzi. Kapitsa postanowił nazwać hel-2 cieczą nadciekłą. Jednak po oględzinach okazało się, że jego lepkość nie jest zerowa.
Naukowcy zasugerowali, że takie niezwykłe zachowanie jest spowodowane efektami, które nie należą do fizyki klasycznej, ale do teorii kwantowej. Efekty te pojawiają się tylko w niskich temperaturach. Zwykle dają się odczuć w ciałach stałych, ponieważ w tych warunkach większość substancji zamarza. Wyjątkiem jest hel. Substancja ta pozostaje płynna aż do zera absolutnego, chyba że zostanie poddana działaniu wysokiego ciśnienia. Laszlo Tissa zasugerował w 1938 roku, że ciekły hel jest w rzeczywistości mieszaniną dwóch form: helu-2 (nadciekły) i helu-1 (normalna ciecz). Gdy temperatura spada prawie do zera absolutnego, ta pierwsza staje się składnikiem dominującym. Ta hipoteza wyjaśnia pojawianie się różnych lepkości w różnych warunkach.
Jak Landau wyjaśnił zjawisko nadciekłości
Lev Landau, krótka biografiaktóry opisuje tylko swoje główne osiągnięcia, potrafił wyjaśnić zjawisko nadciekłości za pomocą zupełnie nowego aparatu matematycznego. Inni naukowcy polegali na mechanice kwantowej, której używali do analizy zachowania poszczególnych atomów. Z drugiej strony Landau rozpatrywał stany kwantowe cieczy praktycznie w taki sam sposób, jak gdyby była ciałem stałym. Postawił hipotezę, że istnieją dwa składniki wzbudzenia lub ruchu. Pierwszym z nich są fonony, które opisują normalne prostoliniowe rozchodzenie się fal dźwiękowych przy niskich wartościach energii i pędu. Drugi to rotony, które opisują ruch obrotowy. Ta ostatnia jest bardziej złożoną manifestacją wzbudzeń, która występuje przy wyższych wartościach energii i pędu. Naukowiec zauważył, że obserwowane zjawiska można wytłumaczyć wkładem rotonów i fononów oraz ich oddziaływaniem.
Landau argumentował, że ciekły hel można uznać za „normalny” składnik, który jest zanurzony w nadciekłym „tło”. Jak wytłumaczyć fakt, że ciekły hel wypływa przez wąską szczelinę? Naukowiec zauważył, że w tym przypadku przepływa tylko składnik nadciekły. A rotony i fonony zderzają się z trzymającymi je ścianami.
Znaczenie teorii Landaua
Teoria Landaua, a także jej dalsze udoskonalenia, odegrały bardzo ważną rolę w nauce. Nie tylko wyjaśniali obserwowane zjawiska, ale także przewidywali kilka innych. Jednym z przykładów jest propagacja dwóch fal, które mają różne właściwości i nazywane są pierwszym i drugim dźwiękiem. Pierwszy dźwięk tozwykłe fale dźwiękowe, podczas gdy druga to fala temperatury. Dzięki teorii stworzonej przez Landau naukowcom udało się poczynić znaczne postępy w zrozumieniu natury nadprzewodnictwa.
II wojna światowa i lata powojenne
Lev Davidovich podczas II wojny światowej zajmował się badaniem wybuchów i spalania. W szczególności interesowały go fale uderzeniowe. Po maju 1945 r. i do 1962 r. naukowiec pracował nad różnymi zadaniami. W szczególności zbadał rzadki izotop helu, który ma masę atomową 3 (zazwyczaj 4). Lew Dawidowicz przewidział istnienie nowego typu propagacji fal dla tego izotopu. „Zero dźwięku” - tak nazwał to Lev Davidovich Landau. Jego biografia naznaczona jest dodatkowo udziałem w tworzeniu bomby atomowej w ZSRR.
Wypadek samochodowy, Nagroda Nobla i ostatnie lata życia
W wieku 53 lat uległ wypadkowi samochodowemu, w wyniku którego został ciężko ranny. O życie naukowca walczyło wielu lekarzy z ZSRR, Francji, Kanady, Czechosłowacji. Był nieprzytomny przez 6 tygodni. Przez trzy miesiące po wypadku samochodowym Lew Landau nawet nie poznał swoich bliskich. Nagroda Nobla została mu przyznana w 1962 roku. Jednak ze względów zdrowotnych nie mógł pojechać do Sztokholmu, aby go odebrać. Na zdjęciu poniżej L. Landau z żoną w szpitalu.
Nagroda została wręczona naukowcowi w Moskwie. Potem Lew Dawidowicz żył przez kolejne 6 lat, ale nigdy nie wrócił do badań.smog. Lew Landau zmarł w Moskwie w wyniku komplikacji po odniesionych obrażeniach.
Rodzina Landau
Naukowiec w 1937 roku poślubił Concordię Drobantseva, inżynier procesu w przemyśle spożywczym. Ta kobieta pochodziła z Charkowa. Lata jej życia to 1908-1984. W rodzinie urodził się syn, który później został fizykiem doświadczalnym i pracował w Instytucie Problemów Fizycznych. Zdjęcie poniżej przedstawia L. Landau z synem.
To wszystko, co można powiedzieć o naukowcu takim jak Lev Landau. Jego biografia zawiera oczywiście tylko podstawowe fakty. Stworzone przez niego teorie są dość złożone dla nieprzygotowanego czytelnika. Dlatego artykuł tylko krótko mówi o tym, z czego zasłynął Lew Landau. Biografia i osiągnięcia tego naukowca wciąż cieszą się ogromnym zainteresowaniem na całym świecie.
