Levas Landau (gyvenimo metai – 1908–1968) – didysis sovietų fizikas, kilęs iš Baku. Jam priklauso daug įdomių tyrimų ir atradimų. Ar galite atsakyti į klausimą, kodėl Levas Landau gavo Nobelio premiją? Šiame straipsnyje kalbėsime apie jo pasiekimus ir pagrindinius biografijos faktus.
Levo Landau kilmė
Galite ilgai kalbėti apie tokį mokslininką kaip Levas Landau. Šio fiziko gyvenimo metai, užsiėmimas ir pasiekimai – visa tai tikrai sudomins skaitytojus. Pradėkime nuo pat pradžių – nuo būsimojo mokslininko kilmės.
Jis gimė Liubovo ir Davido Landau šeimoje. Jo tėvas buvo žinomas naftos inžinierius. Dirbo naftos telkiniuose. Kalbant apie motiną, ji pagal profesiją buvo gydytoja. Yra žinoma, kad ši moteris atliko fiziologinius tyrimus. Regis, Levas Landau kilęs iš protingos šeimos. Jo vyresnioji sesuo, beje, tapo chemijos inžinieriumi.
Studijų metai
Levas Davidovičius lankė vidurinę mokyklą, kurią puikiai baigė būdamas 13 metų. Jo tėvai jautė, kad jų sūnus vis dar labaijaunų aukštųjų mokyklų. Todėl nusprendė jį vieneriems metams siųsti į Baku ekonomikos kolegiją. Tada, 1922 m., buvo priimtas į Baku universitetą. Čia Levas Landau studijavo chemiją ir fiziką. Po dvejų metų Levas Davidovičius perėjo į Leningrado universitetą, Fizikos fakultetą.
Pirmieji moksliniai darbai, absolventų mokykla
Būdamas devyniolikos Landau jau tapo keturių paskelbtų mokslinių straipsnių autoriumi. Viename iš šių darbų pirmą kartą panaudota vadinamoji tankio matrica. Šis terminas šiandien plačiai vartojamas. Jis apibūdina kvantinės energijos būsenas. Landau baigė universitetą 1927 m. Tada jis įstojo į aspirantūrą, pasirinkdamas Leningrado fizikos ir technologijos institutą. Šioje mokymo įstaigoje jis dirbo su kvantine elektrodinamika ir elektrono magnetine teorija.
Komandinė kelionė
1929–1931 m. Levas Landau vykdė mokslinę misiją. Šio mokslininko gyvenimo metai, užsiėmimas ir pasiekimai siejami su glaudžiu bendradarbiavimu su užsienio kolegomis. Taigi per komandiruotę jis aplankė Šveicariją, Vokietiją, Olandiją, Angliją ir Daniją. Per šiuos metus jis susipažino ir susipažino su tuomet dar tik besiformuojančios kvantinės mechanikos įkūrėjais. Tarp mokslininkų, su kuriais Landau susitiko, buvo Wolfgangas Pauli, Werneris Heisenbergas ir Nielsas Bohras. Pastarajam Levas Davidovičius išlaikė draugiškus jausmus visą likusį gyvenimą. Šis mokslininkas padarė ypač didelę įtaką Landau.
Levas Davidovičius, atsilikęsribą, atliko svarbius laisvųjų elektronų (jų magnetinių savybių) tyrimus. Be to, kartu su Peierlsu jis taip pat atliko reliatyvistinės kvantinės mechanikos tyrimus. Šių darbų dėka Levas Landau, kurio profesija domino užsienio kolegas, buvo pradėtas laikyti vienu pirmaujančių teorinių fizikų. Mokslininkas išmoko valdyti labai sudėtingas teorines sistemas. Reikėtų pažymėti, kad vėliau šis įgūdis jam buvo labai naudingas, kai Landau pradėjo vykdyti žemos temperatūros fizikos tyrimus.
Persikėlimas į Charkovą
Levas Davidovičius grįžo į Leningradą 1931 m. Tačiau netrukus jis nusprendė persikelti į Charkovą, kuris tuo metu buvo Ukrainos sostinė. Čia mokslininkas dirbo Ukrainos fizikos ir technologijos institute, buvo jo teorinio skyriaus vedėjas. Tuo pačiu metu Levas Davidovičius buvo Charkovo universiteto ir Charkovo inžinerijos ir mechanikos instituto teorinės fizikos katedrų vedėjas. 1934 metais SSRS mokslų akademija jam suteikė fizinių ir matematikos mokslų daktaro laipsnį. Tam Landau net nereikėjo ginti disertacijos. Profesoriaus vardas kitais metais buvo suteiktas tokiam mokslininkui kaip Levas Landau.
Jo užsiėmimas apėmė vis naujas mokslo sritis. Landau Charkove paskelbė darbus tokiomis temomis kaip garso sklaida, žvaigždžių energijos kilmė, šviesos sklaida, energijos perdavimas, vykstantis susidūrimų metu, superlaidumas, įvairių medžiagų magnetinės savybės ir kt. Dėl to jis tapo žinomas kaip neįprastai universalus teoretikas. mokslinispomėgiai.
Išskirtinis Landau kūrybos bruožas
Vėliau, kai pasirodė plazmos fizika, Landau darbas su dalelėmis, sąveikaujančiomis elektra, pasirodė esąs labai naudingas. Kai kurias sąvokas pasiskolinęs iš termodinamikos, mokslininkas išsakė nemažai novatoriškų idėjų, susijusių su žemos temperatūros sistemomis. Reikia pasakyti, kad visi Landau darbai pasižymi vienu svarbiu bruožu – virtuozišku matematinio aparato panaudojimu ieškant sudėtingų problemų sprendimų. Levas Landau labai prisidėjo prie kvantinės teorijos, taip pat į elementariųjų dalelių sąveikos ir prigimties tyrimą.
Levo Landau mokykla
Jo tyrimų spektras tikrai platus. Jie apima beveik visas pagrindines teorinės fizikos sritis. Dėl tokio plataus pomėgio mokslininkas į Charkovą pritraukė daug talentingų jaunų mokslininkų ir gabių studentų. Tarp jų buvo Jevgenijus Michailovičius Lifshitsas, tapęs Levo Davidovičiaus bendradarbiu ir artimiausiu jo draugu. Mokykla, užaugusi aplink Levą Landau, Charkovą pavertė vienu iš pirmaujančių SSRS teorinės fizikos centrų.
Mokslininkas buvo įsitikinęs, kad teorinis fizikas turi gerai išmanyti visas šio mokslo sritis. Šiuo tikslu Levas Davidovičius sukūrė labai griežtą mokymo programą. Šią programą jis pavadino „teoriniu minimumu“. Pretendentai, norintys dalyvauti jo vadovaujamame seminare, turėjo atitikti labai aukštus reikalavimus. Pakanka pasakyti, kad 30 metų, nepaisant daugelionorintys, tik 40 žmonių išlaikė egzaminus pagal „teorimą“. Tačiau tiems, kuriems pavyko, Levas Davidovičius dosniai skyrė savo dėmesį ir laiką. Be to, jiems buvo suteikta visiška pasirinkimo laisvė renkantis tyrimo temą.
Teorinės fizikos kurso kūrimas
Landau Levas Davidovičius palaikė draugiškus santykius su savo darbuotojais ir studentais. Mokslininką jie meiliai vadino Dau. Kad jiems padėtų 1935 m., Levas Davidovičius sukūrė išsamų teorinės fizikos kursą. Ją Landau išleido kartu su E. M. Lifshitzu ir buvo vadovėlių serija. Jų turinį autoriai atnaujino ir peržiūrėjo per ateinančius 20 metų. Šios knygos sulaukė didžiulio populiarumo. Jie buvo išversti į daugelį pasaulio kalbų. Šiuo metu šie vadovėliai pagrįstai laikomi klasika. 1962 m. Landau ir Lifshitzas gavo Lenino premiją už šio kurso sukūrimą.
Darbas su Kapitza
Levas Davidovičius 1937 m. atsiliepė į Peterio Kapitzos kvietimą (jo nuotrauka pateikta žemiau) ir tapo tuo metu naujai sukurto Maskvos fizinių problemų instituto teorinės fizikos katedros vedėju. Tačiau kitais metais mokslininkas buvo suimtas. Melagingas k altinimas buvo toks, kad jis šnipinėjo Vokietijai. Tik dėl Kapitsos įsikišimo, kuris asmeniškai kreipėsi į Kremlių, Levas Landau buvo paleistas.
Kai Landau persikėlė iš Charkovo į Maskvą, Kapitsa tik eksperimentavo su skystu heliu. Jei temperatūra nukrenta žemiau 4,2 K (absoliutitemperatūra matuojama Kelvino laipsniais ir matuojama nuo -273, 18 °C, tai yra nuo absoliutaus nulio), dujinis helis tampa skysčiu. Šioje būsenoje jis vadinamas heliu-1. Jei sumažinsite temperatūrą iki 2,17 K, jis pateks į skystį, vadinamą heliu-2. Jis turi keletą labai įdomių savybių. Helis-2 gali lengvai tekėti per mažiausias skylutes. Atrodo, kad jis visiškai neturi klampumo. Medžiaga kyla aukštyn indo sienele, tarsi gravitacija jos neveiktų. Be to, jo šilumos laidumas šimtus kartų viršija vario šilumos laidumą. Kapitsa nusprendė helią-2 pavadinti superskysčiu skysčiu. Tačiau apžiūrėjus paaiškėjo, kad jo klampumas nėra lygus nuliui.
Mokslininkai teigia, kad tokį neįprastą elgesį nulėmė efektai, priklausantys ne klasikinei fizikai, o kvantinei teorijai. Šie efektai atsiranda tik esant žemai temperatūrai. Paprastai jie jaučiasi kietose medžiagose, nes tokiomis sąlygomis dauguma medžiagų užšąla. Helis yra išimtis. Ši medžiaga išlieka skysta iki absoliutaus nulio, nebent ji būtų veikiama didelio slėgio. Laszlo Tissa 1938 m. pasiūlė, kad skystasis helis iš tikrųjų yra dviejų formų mišinys: helis-2 (superskystis) ir helis-1 (normalus skystis). Temperatūrai nukritus iki beveik absoliutaus nulio, pirmasis tampa dominuojančiu komponentu. Ši hipotezė paaiškina skirtingo klampumo atsiradimą skirtingomis sąlygomis.
Kaip Landau paaiškino supertakumo fenomeną
Levas Landau, trumpa biografijakuriame aprašomi tik pagrindiniai jo pasiekimai, sugebėjo paaiškinti supertakumo fenomeną, pasitelkęs visiškai naują matematinį aparatą. Kiti mokslininkai rėmėsi kvantine mechanika, kurią naudojo analizuodami atskirų atomų elgseną. Kita vertus, Landau kvantines skysčio būsenas laikė praktiškai taip pat, lyg tai būtų kietas kūnas. Jis iškėlė hipotezę, kad yra du sužadinimo arba judėjimo komponentai. Pirmieji iš jų yra fononai, apibūdinantys normalų tiesinį garso bangų sklidimą esant mažoms energijos ir impulso vertėms. Antrasis yra rotonai, apibūdinantys sukamąjį judėjimą. Pastarasis yra sudėtingesnis sužadinimo pasireiškimas, atsirandantis esant didesnėms energijos ir impulso vertėms. Mokslininkas pažymėjo, kad pastebėtus reiškinius galima paaiškinti rotonų ir fononų indėliu bei jų sąveika.
Landau teigė, kad skystas helis gali būti laikomas „normaliu“komponentu, kuris yra panardintas į superskystį „foną“. Kaip galima paaiškinti, kad skystas helis išteka per siaurą tarpą? Mokslininkas pastebėjo, kad šiuo atveju teka tik superskystis komponentas. Rotonai ir fononai susiduria su juos laikančiomis sienomis.
Landau teorijos prasmė
Landau teorija ir tolesni jos patobulinimai suvaidino labai svarbų vaidmenį moksle. Jie ne tik aiškino pastebėtus reiškinius, bet ir numatė kai kuriuos kitus. Vienas iš pavyzdžių yra dviejų bangų, turinčių skirtingas savybes ir vadinamų pirmuoju ir antruoju garsu, sklidimas. Pirmas garsas yraįprastos garso bangos, o antroji yra temperatūros banga. Landau sukurtos teorijos dėka mokslininkams pavyko padaryti didelę pažangą suprasdami superlaidumo prigimtį.
Antrasis pasaulinis karas ir pokario metai
Levas Davidovičius Antrojo pasaulinio karo metais užsiėmė sprogimų ir degimo tyrimais. Ypač jį domino smūginės bangos. Nuo 1945 metų gegužės iki 1962 metų mokslininkas dirbo įvairias užduotis. Visų pirma, jis ištyrė retą helio izotopą, kurio atominė masė yra 3 (paprastai jo masė yra 4). Levas Davidovičius numatė šio izotopo naujo tipo bangų sklidimo egzistavimą. „Nulis garso“– taip jį pavadino Levas Davidovičius Landau. Be to, jo biografija pažymėta dalyvavimu kuriant atominę bombą SSRS.
Automobilio avarija, Nobelio premija ir paskutiniai gyvenimo metai
Sulaukęs 53 metų jis pateko į automobilio avariją, dėl kurios buvo sunkiai sužalotas. Daug gydytojų iš SSRS, Prancūzijos, Kanados, Čekoslovakijos kovojo už mokslininko gyvybę. Jis buvo be sąmonės 6 savaites. Tris mėnesius po autoavarijos Levas Landau net neatpažino savo artimųjų. Nobelio premija jam buvo įteikta 1962 m. Tačiau dėl sveikatos jis negalėjo nuvykti į Stokholmą jo gauti. Žemiau esančioje nuotraukoje matote L. Landau su žmona ligoninėje.
Apdovanojimas įteiktas mokslininkui Maskvoje. Po to Levas Davidovičius gyveno dar 6 metus, tačiau į mokslinius tyrimus nebegrįžo.smogas. Levas Landau mirė Maskvoje dėl sužalojimų komplikacijų.
Landau šeima
Mokslininkas 1937 m. vedė maisto pramonės procesų inžinierę Concordia Drobantseva. Ši moteris buvo iš Charkovo. Jos gyvenimo metai – 1908–1984 m. Šeimoje gimė sūnus, kuris vėliau tapo eksperimentuojančiu fiziku ir dirbo Fizinių problemų institute. Žemiau esančioje nuotraukoje L. Landau su sūnumi.
Tai viskas, ką galima pasakyti apie tokį mokslininką kaip Levas Landau. Jo biografija, žinoma, apima tik pagrindinius faktus. Jo sukurtos teorijos yra gana sudėtingos nepasiruošusiam skaitytojui. Todėl straipsnyje tik trumpai kalbama apie tai, kuo išgarsėjo Levas Landau. Šio mokslininko biografija ir pasiekimai vis dar kelia didelį susidomėjimą visame pasaulyje.
