Lev Landau (levnadsår - 1908-1968) - den store sovjetiska fysikern, född i Baku. Han äger en hel del intressant forskning och upptäckter. Kan du svara på frågan, varför fick Lev Landau Nobelpriset? I den här artikeln kommer vi att prata om hans prestationer och de viktigaste fakta i biografin.
Ursprunget till Lev Landau
Man kan prata länge om en sådan vetenskapsman som Lev Landau. År av liv, yrke och prestationer av denna fysiker - allt detta kommer säkert att intressera läsarna. Låt oss börja från allra första början - med ursprunget till den framtida vetenskapsmannen.
Han föddes i familjen Lyubov och David Landau. Hans far var en välkänd petroleumingenjör. Han arbetade på oljefälten. När det gäller hennes mamma var hon läkare till yrket. Det är känt att denna kvinna utförde fysiologisk forskning. Tydligen kom Lev Landau från en intelligent familj. Hans äldre syster blev förresten kemiingenjör.
studieår
Lev Davidovich gick i gymnasiet, som han tog examen på ett briljant sätt vid 13 års ålder. Hans föräldrar kände att deras son fortfarande var mycketung för högre utbildning. Därför bestämde de sig för att skicka honom till Baku Economic College i ett år. Sedan, 1922, antogs han till Baku universitet. Här studerade Lev Landau kemi och fysik. Två år senare övergick Lev Davidovich till Leningrads universitet, till fysikfakulteten.
Första forskningsrapporter, forskarskola
Vid nitton års ålder hade Landau redan blivit författare till fyra vetenskapliga artiklar som publicerades. I ett av dessa verk användes för första gången den så kallade densitetsmatrisen. Denna term används flitigt idag. Den beskriver kvantenergitillstånd. Landau tog examen från universitetet 1927. Sedan gick han in på forskarskolan och valde Leningrad Institute of Physics and Technology. I denna utbildningsinstitution arbetade han med kvantelektrodynamik och elektronens magnetiska teori.
Affärsresa
Under perioden 1929 till 1931 var Lev Landau på ett vetenskapligt uppdrag. År av liv, yrke och prestationer för denna forskare är förknippade med nära samarbete med utländska kollegor. Så under en affärsresa besökte han Schweiz, Tyskland, Nederländerna, England och Danmark. Under dessa år träffade han och bekantade sig med grundarna av kvantmekaniken, som då precis höll på att växa fram. Bland forskarna Landau träffade fanns Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg och Niels Bohr. Till den senare behöll Lev Davidovich vänliga känslor för resten av sitt liv. Denna vetenskapsman hade ett särskilt starkt inflytande på Landau.
Lev Davidovich ligger bakomgräns, genomfört viktiga studier av fria elektroner (deras magnetiska egenskaper). Dessutom har han tillsammans med Peierls också forskat om relativistisk kvantmekanik. Tack vare dessa verk började Lev Landau, vars yrke intresserade utländska kollegor, att betraktas som en av de ledande teoretiska fysikerna. Forskaren lärde sig hur man hanterar mycket komplexa teoretiska system. Det bör noteras att denna färdighet senare var mycket användbar för honom när Landau började forska om lågtemperaturfysik.
Flytta till Charkiv
Lev Davidovich återvände till Leningrad 1931. Han bestämde sig dock snart för att flytta till Kharkov, som vid den tiden var Ukrainas huvudstad. Här arbetade forskaren vid det ukrainska institutet för fysik och teknik, var chef för dess teoretiska avdelning. Samtidigt var Lev Davidovich chef för avdelningarna för teoretisk fysik vid Kharkov University och Kharkov Engineering and Mechanical Institute. År 1934 tilldelade USSRs vetenskapsakademi honom doktorsgraden i fysikaliska och matematiska vetenskaper. För detta behövde Landau inte ens försvara en avhandling. Titeln professor tilldelades året därpå till en sådan vetenskapsman som Lev Landau.
Hans yrke täckte fler och fler nya vetenskapsområden. Landau i Kharkov publicerade verk om sådana ämnen som ljudspridning, uppkomsten av stjärnenergi, ljusspridning, energiöverföring som sker under kollisioner, supraledning, magnetiska egenskaper hos olika material, etc. Tack vare detta blev han känd som en teoretiker med ovanligt mångsidighet vetenskapligintressen.
Ett utmärkande drag i Landaus verk
Senare, när plasmafysik dök upp, visade sig Landaus arbete med partiklar som interagerar elektriskt vara mycket användbart. Genom att låna några begrepp från termodynamiken uttryckte forskaren ett antal innovativa idéer om lågtemperatursystem. Det måste sägas att alla Landaus verk kännetecknas av en viktig egenskap - den virtuosa användningen av den matematiska apparaten i sökandet efter lösningar på komplexa problem. Lev Landau gav ett betydande bidrag till kvantteorin, såväl som till studiet av elementarpartiklars interaktion och natur.
Lev Landau School
Omfånget av hans forskning är verkligen brett. De täcker nästan alla större områden inom teoretisk fysik. Tack vare en sådan bredd av hans intressen lockade vetenskapsmannen många begåvade unga forskare och begåvade studenter till Kharkov. Bland dem var Evgeny Mikhailovich Lifshits, som blev Lev Davidovichs medarbetare och hans närmaste vän. Skolan som växte upp runt Lev Landau gjorde Kharkov till ett av de ledande centra för teoretisk fysik i Sovjetunionen.
Forskaren var övertygad om att en teoretisk fysiker borde vara grundligt bevandrad inom alla områden av denna vetenskap. För detta ändamål utvecklade Lev Davidovich ett mycket strikt träningsprogram. Han kallade detta program för "det teoretiska minimumet". Sökande som ville delta i workshopen han ledde måste uppfylla mycket höga krav. Det räcker med att säga att i 30 år, trots mångaönskade, bara 40 personer klarade proven på "theorimum". Men de som lyckades ägnade Lev Davidovich generöst sin uppmärksamhet och tid. Dessutom fick de fullständig valfrihet när de skulle välja forskningsämne.
Skapa en teoretisk fysikkurs
Landau Lev Davidovich upprätthöll vänliga relationer med sin personal och sina elever. De kallade kärleksfullt vetenskapsmannen Dau. För att hjälpa dem 1935 skapade Lev Davidovich en detaljerad kurs i teoretisk fysik. Den gavs ut av Landau tillsammans med E. M. Lifshitz och var en serie läroböcker. Deras innehåll uppdaterades och reviderades av författarna under de kommande 20 åren. Dessa böcker har vunnit enorm popularitet. De har översatts till många språk i världen. För närvarande anses dessa läroböcker med rätta vara klassiker. 1962 fick Landau och Lifshitz Leninpriset för att skapa denna kurs.
Arbeta med Kapitza
Lev Davidovich 1937 svarade på Peter Kapitzas inbjudan (hans foto presenteras nedan) och blev chef för avdelningen för teoretisk fysik vid Moskvainstitutet för fysiska problem, nyskapat vid den tiden. Men nästa år arresterades forskaren. Den falska anklagelsen var att han spionerade för Tyskland. Endast tack vare Kapitsas ingripande, som personligen sökte sig till Kreml, släpptes Lev Landau.
När Landau flyttade från Kharkov till Moskva experimenterade Kapitsa bara med flytande helium. Om temperaturen faller under 4,2 K (absoluttemperatur mäts i grader Kelvin och mäts från -273, 18 ° C, det vill säga från absolut noll), blir gasformigt helium en vätska. I detta tillstånd kallas det helium-1. Om du sänker temperaturen till 2,17 K går den över i en vätska som heter helium-2. Den har några mycket intressanta egenskaper. Helium-2 kan flyta genom de minsta hålen med lätthet. Det verkar som om han inte har någon viskositet alls. Ämnet stiger upp i kärlets vägg, som om gravitationen inte verkar på den. Dessutom överstiger dess värmeledningsförmåga kopparns värmeledningsförmåga hundratals gånger. Kapitsa bestämde sig för att kalla helium-2 för en superfluid vätska. Men vid inspektion visade det sig att dess viskositet inte är noll.
Forskare har föreslagit att ett sådant ovanligt beteende beror på effekter som inte hör till klassisk fysik, utan till kvantteorin. Dessa effekter uppträder endast vid låga temperaturer. Vanligtvis känner de sig i fasta ämnen, eftersom de flesta ämnen fryser under dessa förhållanden. Helium är ett undantag. Detta ämne förblir flytande ner till absolut noll om det inte utsätts för högt tryck. Laszlo Tissa föreslog 1938 att flytande helium faktiskt är en blandning av två former: helium-2 (superfluid vätska) och helium-1 (normal vätska). När temperaturen sjunker till nästan absoluta nollpunkten blir den förra den dominerande komponenten. Denna hypotes förklarar utseendet av olika viskositeter under olika förhållanden.
Hur Landau förklarade fenomenet superfluiditet
Lev Landau, kort biografisom endast beskriver hans huvudsakliga prestationer, kunde förklara fenomenet superfluiditet med hjälp av en helt ny matematisk apparat. Andra forskare förlitade sig på kvantmekanik, som de använde för att analysera beteendet hos enskilda atomer. Landau, å andra sidan, betraktade kvanttillstånden för en vätska praktiskt taget på samma sätt som om det vore en fast kropp. Han antog att det finns två komponenter av excitation, eller rörelse. Den första av dessa är fononer, som beskriver den normala rätlinjiga utbredningen av ljudvågor vid låga energi- och momentumvärden. Den andra är rotoner, som beskriver rotationsrörelse. Det senare är en mer komplex manifestation av excitationer som uppstår vid högre värden av energi och momentum. Forskaren noterade att de observerade fenomenen kan förklaras av bidragen från rotoner och fononer och deras interaktion.
Landau hävdade att flytande helium kan betraktas som en "normal" komponent, som är nedsänkt i en superfluid "bakgrund". Hur kan man förklara det faktum att flytande helium strömmar ut genom ett sm alt gap? Forskaren noterade att endast den superfluidiska komponenten flyter i detta fall. Och rotonerna och fononerna kolliderar med väggarna som håller dem.
Betydningen av Landaus teori
Landaus teori, såväl som dess ytterligare förbättringar, spelade en mycket viktig roll inom vetenskapen. De förklarade inte bara de observerade fenomenen, utan förutspådde också några andra. Ett exempel är utbredningen av två vågor som har olika egenskaper och kallas det första och andra ljudet. Det första ljudet ärvanliga ljudvågor, medan den andra är en temperaturvåg. Tack vare teorin skapad av Landau kunde forskare göra betydande framsteg när det gäller att förstå superledningsförmågans natur.
Andra världskriget och efterkrigsåren
Lev Davidovich under andra världskriget var engagerad i studiet av explosioner och förbränning. I synnerhet var han intresserad av chockvågor. Efter maj 1945 och fram till 1962 arbetade vetenskapsmannen med olika uppgifter. I synnerhet undersökte han den sällsynta isotopen helium, som har en atommassa på 3 (vanligtvis är dess massa 4). Lev Davidovich förutspådde förekomsten av en ny typ av vågutbredning för denna isotop. "Noll ljud" - så kallade Lev Davidovich Landau det. Hans biografi präglas dessutom av deltagande i skapandet av atombomben i Sovjetunionen.
Bilolycka, Nobelpriset och de sista åren av livet
Vid 53 års ålder råkade han ut för en bilolycka, till följd av vilken han skadades allvarligt. Många läkare från Sovjetunionen, Frankrike, Kanada, Tjeckoslovakien kämpade för livet av en vetenskapsman. Han var medvetslös i 6 veckor. Under tre månader efter bilolyckan kände Lev Landau inte ens igen sina släktingar. Nobelpriset tilldelades honom 1962. Men på grund av hälsoskäl kunde han inte resa till Stockholm för att ta emot den. På bilden nedan kan du se L. Landau med sin fru på sjukhuset.
Utmärkelsen delades ut till en vetenskapsman i Moskva. Efter det levde Lev Davidovich i ytterligare 6 år, men han återvände aldrig till forskning.smog. Lev Landau dog i Moskva till följd av komplikationer från sina skador.
Landau-familjen
Forskaren 1937 gifte sig med Concordia Drobantseva, en processingenjör inom livsmedelsindustrin. Denna kvinna var från Kharkov. Åren i hennes liv är 1908-1984. En son föddes i familjen, som senare blev experimentfysiker och arbetade på Institutet för fysiska problem. Bilden nedan visar L. Landau med sin son.
Det är allt som finns att säga om en vetenskapsman som Lev Landau. Hans biografi innehåller naturligtvis bara de grundläggande fakta. Teorierna han skapade är ganska komplexa för den oförberedda läsaren. Därför talar artikeln bara kort om vad Lev Landau blev känd för. Den här forskarens biografi och prestationer är fortfarande av stort intresse över hela världen.
