Lev Landau (leveår - 1908-1968) - den store sovjetiske fysiker, hjemmehørende i Baku. Han ejer en masse interessant forskning og opdagelser. Kan du svare på spørgsmålet, hvorfor modtog Lev Landau Nobelprisen? I denne artikel vil vi tale om hans præstationer og de vigtigste fakta i biografien.
Oprindelse af Lev Landau
Du kan tale længe om sådan en videnskabsmand som Lev Landau. År med liv, besættelse og resultater af denne fysiker - alt dette vil helt sikkert interessere læsere. Lad os starte helt fra begyndelsen - med den fremtidige videnskabsmands oprindelse.
Han blev født i familien Lyubov og David Landau. Hans far var en kendt petroleumsingeniør. Han arbejdede i oliefelterne. Med hensyn til sin mor var hun læge af profession. Det er kendt, at denne kvinde udførte fysiologisk forskning. Tilsyneladende kom Lev Landau fra en intelligent familie. Hans storesøster blev i øvrigt kemiingeniør.
Års studier
Lev Davidovich gik i gymnasiet, som han tog strålende eksamen i en alder af 13. Hans forældre følte, at deres søn stadig var megetung til videregående uddannelse. Derfor besluttede de at sende ham til Baku Economic College i et år. Så, i 1922, blev han optaget på Baku Universitet. Her studerede Lev Landau kemi og fysik. To år senere flyttede Lev Davidovich til Leningrad Universitet til Det Fysiske Fakultet.
Første forskningsartikler, ph.d.-skole
I en alder af nitten var Landau allerede blevet forfatter til fire videnskabelige artikler, der blev offentliggjort. I et af disse værker blev den såkaldte tæthedsmatrix brugt for første gang. Dette udtryk er meget brugt i dag. Den beskriver kvanteenergitilstande. Landau dimitterede fra universitetet i 1927. Derefter gik han ind på kandidatskolen og valgte Leningrad Institute of Physics and Technology. I denne uddannelsesinstitution arbejdede han med kvanteelektrodynamik og den magnetiske teori om elektronen.
Forretningsrejse
I perioden fra 1929 til 1931 var Lev Landau på en videnskabelig mission. Leveår, besættelse og resultater af denne videnskabsmand er forbundet med tæt samarbejde med udenlandske kolleger. Så under en forretningsrejse besøgte han Schweiz, Tyskland, Holland, England og Danmark. I løbet af disse år mødte og stiftede han bekendtskab med grundlæggerne af kvantemekanikken, som dengang netop var ved at dukke op. Blandt de videnskabsmænd, Landau mødte, var Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg og Niels Bohr. Til sidstnævnte beholdt Lev Davidovich venlige følelser resten af sit liv. Denne videnskabsmand havde en særlig stærk indflydelse på Landau.
Lev Davidovich, der er bagudgrænse, udført vigtige undersøgelser af frie elektroner (deres magnetiske egenskaber). Derudover forskede han sammen med Peierls også i relativistisk kvantemekanik. Takket være disse værker begyndte Lev Landau, hvis besættelse interesserede udenlandske kolleger, at blive betragtet som en af de førende teoretiske fysikere. Videnskabsmanden lærte, hvordan man håndterer meget komplekse teoretiske systemer. Det skal bemærkes, at denne færdighed senere var meget nyttig for ham, da Landau begyndte at forske i lavtemperaturfysik.
flytter til Kharkiv
Lev Davidovich vendte tilbage til Leningrad i 1931. Han besluttede dog hurtigt at flytte til Kharkov, som på det tidspunkt var Ukraines hovedstad. Her arbejdede videnskabsmanden på det ukrainske institut for fysik og teknologi, var leder af dets teoretiske afdeling. Samtidig var Lev Davidovich leder af afdelingerne for teoretisk fysik ved Kharkov Universitet og Kharkov Engineering and Mechanical Institute. I 1934 tildelte USSR's Videnskabsakademi ham graden af doktor i fysiske og matematiske videnskaber. Til dette behøvede Landau ikke engang at forsvare en afhandling. Titlen som professor blev tildelt året efter til en videnskabsmand som Lev Landau.
Hans beskæftigelse dækkede flere og flere nye videnskabsområder. Landau i Kharkov udgav værker om emner som lydspredning, oprindelsen af stjerneenergi, lysspredning, energioverførsel under kollisioner, superledning, magnetiske egenskaber af forskellige materialer osv. Takket være dette blev han kendt som en teoretiker med usædvanlig alsidig videnskabeliginteresser.
Et karakteristisk træk ved Landaus værk
Senere, da plasmafysik dukkede op, viste Landaus arbejde med partikler, der interagerer elektrisk, sig at være meget nyttigt. Ved at låne nogle begreber fra termodynamikken udtrykte videnskabsmanden en række innovative ideer om lavtemperatursystemer. Det må siges, at alle Landaus værker er kendetegnet ved ét vigtigt træk - den virtuose brug af det matematiske apparat i søgen efter løsninger på komplekse problemer. Lev Landau ydede et væsentligt bidrag til kvanteteorien såvel som til studiet af elementarpartiklernes interaktion og natur.
Lev Landau-skolen
Rækken af hans forskning er virkelig bred. De dækker næsten alle større områder af teoretisk fysik. Takket være en sådan bredde af hans interesser tiltrak videnskabsmanden mange talentfulde unge videnskabsmænd og begavede studerende til Kharkov. Blandt dem var Evgeny Mikhailovich Lifshits, som blev Lev Davidovichs samarbejdspartner og hans nærmeste ven. Skolen, der voksede op omkring Lev Landau, gjorde Kharkov til et af de førende centre for teoretisk fysik i USSR.
Videnskabsmanden var overbevist om, at en teoretisk fysiker burde være grundigt bevandret inden for alle områder af denne videnskab. Til dette formål udviklede Lev Davidovich et meget strengt træningsprogram. Han kaldte dette program "det teoretiske minimum". Ansøgere, der ønskede at deltage i den workshop, han ledede, skulle opfylde meget høje krav. Det er tilstrækkeligt at sige, at i 30 år, på trods af de mangeØnsket bestod kun 40 personer eksamenerne på "teorimet". Men dem, der lykkedes, viede Lev Davidovich generøst sin opmærksomhed og tid. Derudover fik de fuldstændig valgfrihed, når de skulle vælge et forskningsemne.
Oprettelse af et teoretisk fysikkursus
Landau Lev Davidovich bevarede venlige forbindelser med sine medarbejdere og elever. De kaldte kærligt videnskabsmanden Dau. For at hjælpe dem i 1935 oprettede Lev Davidovich et detaljeret kursus i teoretisk fysik. Den blev udgivet af Landau sammen med E. M. Lifshitz og var en række lærebøger. Deres indhold blev opdateret og revideret af forfatterne i løbet af de næste 20 år. Disse bøger har vundet enorm popularitet. De er blevet oversat til mange sprog i verden. I øjeblikket betragtes disse lærebøger med rette som klassikere. I 1962 modtog Landau og Lifshitz Lenin-prisen for oprettelsen af dette kursus.
Arbejde med Kapitza
Lev Davidovich i 1937 reagerede på invitationen fra Peter Kapitza (hans foto er præsenteret nedenfor) og blev leder af afdelingen for teoretisk fysik ved Moskva Institut for Fysiske Problemer, nyoprettet på det tidspunkt. Men det næste år blev videnskabsmanden arresteret. Den falske anklage var, at han spionerede for Tyskland. Kun takket være kapitalens indgriben, som personligt henvendte sig til Kreml, blev Lev Landau løsladt.
Da Landau flyttede fra Kharkov til Moskva, eksperimenterede Kapitsa bare med flydende helium. Hvis temperaturen falder til under 4,2 K (absoluttemperatur måles i grader Kelvin og måles fra -273, 18 ° C, det vil sige fra absolut nul), bliver gasformigt helium en væske. I denne tilstand kaldes det helium-1. Hvis du sænker temperaturen til 2,17 K, går den over i en væske kaldet helium-2. Det har nogle meget interessante egenskaber. Helium-2 er i stand til at flyde gennem de mindste huller med lethed. Det virker, som om han slet ikke har nogen viskositet. Stoffet stiger op ad karrets væg, som om tyngdekraften ikke virker på det. Derudover overstiger dens varmeledningsevne kobbers varmeledningsevne hundredvis af gange. Kapitsa besluttede at kalde helium-2 for en superflydende væske. Ved inspektion viste det sig dog, at dens viskositet ikke er nul.
Forskere har foreslået, at en sådan usædvanlig adfærd skyldes effekter, der ikke hører til klassisk fysik, men til kvanteteori. Disse effekter vises kun ved lave temperaturer. Norm alt gør de sig mærket i faste stoffer, da de fleste stoffer fryser under disse forhold. Helium er en undtagelse. Dette stof forbliver flydende ned til det absolutte nulpunkt, medmindre det udsættes for højt tryk. Laszlo Tissa foreslog i 1938, at flydende helium faktisk er en blanding af to former: helium-2 (superflydende væske) og helium-1 (normal væske). Når temperaturen falder til næsten det absolutte nulpunkt, bliver førstnævnte den dominerende komponent. Denne hypotese forklarer udseendet af forskellige viskositeter under forskellige forhold.
Hvordan Landau forklarede fænomenet superfluiditet
Lev Landau, kort biografisom kun beskriver hans vigtigste præstationer, var i stand til at forklare fænomenet superfluiditet ved hjælp af et helt nyt matematisk apparat. Andre videnskabsmænd stolede på kvantemekanik, som de brugte til at analysere individuelle atomers adfærd. Landau på den anden side betragtede kvantetilstande af en væske praktisk t alt på samme måde, som hvis det var et fast legeme. Han antog, at der er to komponenter af excitation eller bevægelse. Den første af disse er fononer, som beskriver den normale retlinede udbredelse af lydbølger ved lave værdier af energi og momentum. Den anden er rotoner, som beskriver rotationsbevægelse. Sidstnævnte er en mere kompleks manifestation af excitationer, der forekommer ved højere værdier af energi og momentum. Videnskabsmanden bemærkede, at de observerede fænomener kan forklares ved bidragene fra rotoner og fononer og deres interaktion.
Landau argumenterede for, at flydende helium kan betragtes som en "normal" komponent, som er nedsænket i en superflydende "baggrund". Hvordan kan man forklare det faktum, at flydende helium strømmer ud gennem et sm alt mellemrum? Forskeren bemærkede, at kun den superflydende komponent flyder i dette tilfælde. Og rotonerne og fononerne kolliderer med væggene, der holder dem.
Betydningen af Landaus teori
Landaus teori, såvel som dens yderligere forbedringer, spillede en meget vigtig rolle i videnskaben. De forklarede ikke kun de observerede fænomener, men forudsagde også nogle andre. Et eksempel er udbredelsen af to bølger, der har forskellige egenskaber og kaldes den første og anden lyd. Den første lyd eralmindelige lydbølger, mens den anden er en temperaturbølge. Takket være teorien skabt af Landau var videnskabsmænd i stand til at gøre betydelige fremskridt med at forstå superledningsevnens natur.
Anden Verdenskrig og efterkrigsår
Lev Davidovich under Anden Verdenskrig var engageret i undersøgelsen af eksplosioner og forbrænding. Især var han interesseret i chokbølger. Efter maj 1945 og indtil 1962 arbejdede videnskabsmanden med forskellige opgaver. Især undersøgte han den sjældne isotop helium, som har en atommasse på 3 (norm alt er dens masse 4). Lev Davidovich forudsagde eksistensen af en ny type bølgeudbredelse for denne isotop. "Nul lyd" - sådan kaldte Lev Davidovich Landau det. Hans biografi er desuden præget af deltagelse i skabelsen af atombomben i USSR.
Bilulykke, Nobelprisen og de sidste leveår
I en alder af 53 var han ude for en bilulykke, som resulterede i, at han kom alvorligt til skade. Mange læger fra USSR, Frankrig, Canada, Tjekkoslovakiet kæmpede for en videnskabsmands liv. Han var bevidstløs i 6 uger. I tre måneder efter bilulykken genkendte Lev Landau ikke engang sine slægtninge. Nobelprisen blev tildelt ham i 1962. Men på grund af helbredsmæssige årsager var han ikke i stand til at rejse til Stockholm for at modtage den. På billedet nedenfor kan du se L. Landau med sin kone på hospitalet.
Prisen blev overrakt til en videnskabsmand i Moskva. Derefter levede Lev Davidovich i yderligere 6 år, men han vendte aldrig tilbage til forskning.smog. Lev Landau døde i Moskva som følge af komplikationer fra sine kvæstelser.
Landau-familie
Videnskabsmanden i 1937 giftede sig med Concordia Drobantseva, en procesingeniør i fødevareindustrien. Denne kvinde var fra Kharkov. Årene for hendes liv er 1908-1984. En søn blev født i familien, som senere blev en eksperimentel fysiker og arbejdede på Instituttet for Fysiske Problemer. Billedet nedenfor viser L. Landau med sin søn.
Det er alt, der er at sige om en videnskabsmand som Lev Landau. Hans biografi indeholder selvfølgelig kun de grundlæggende fakta. De teorier, han skabte, er ret komplekse for den uforberedte læser. Derfor taler artiklen kun kort om, hvad Lev Landau blev berømt for. Denne videnskabsmands biografi og resultater er stadig af stor interesse over hele verden.
