Lev Landau (godine života - 1908-1968) - veliki sovjetski fizičar, rodom iz Bakua. Posjeduje mnoga zanimljiva istraživanja i otkrića. Možete li odgovoriti na pitanje zašto je Lev Landau dobio Nobelovu nagradu? U ovom članku ćemo govoriti o njegovim postignućima i glavnim činjenicama biografije.
Porijeklo Leva Landaua
Možete dugo pričati o takvom znanstveniku kao što je Lev Landau. Godine života, zanimanja i postignuća ovog fizičara - sve će to zasigurno zanimati čitatelje. Krenimo od samog početka - s podrijetlom budućeg znanstvenika.
Rođen je u obitelji Lyubov i Davida Landaua. Otac mu je bio poznati naftni inženjer. Radio je na naftnim poljima. Što se njezine majke tiče, ona je po zanimanju bila liječnica. Poznato je da je ova žena provela fiziološka istraživanja. Očigledno je Lev Landau potjecao iz inteligentne obitelji. Njegova starija sestra, inače, postala je kemijski inženjer.
Godine studija
Lev Davidovich je išao u srednju školu, koju je briljantno završio u dobi od 13 godina. Njegovi su roditelji smatrali da je njihov sin još uvijek jakomladi za visoko obrazovanje. Stoga su ga odlučili poslati na jednu godinu na Ekonomski fakultet u Bakuu. Zatim je 1922. primljen na Sveučilište u Bakuu. Ovdje je Lev Landau studirao kemiju i fiziku. Dvije godine kasnije, Lev Davidovič prelazi na Lenjingradsko sveučilište, na Fakultet fizike.
Prvi istraživački radovi, postdiplomski studij
U dobi od devetnaest godina, Landau je već postao autor četiri objavljena znanstvena rada. U jednom od ovih radova prvi je put korištena tzv. matrica gustoće. Ovaj izraz se danas široko koristi. Opisuje kvantna energetska stanja. Landau je diplomirao na sveučilištu 1927. Zatim je upisao postdiplomski studij, odabravši Lenjingradski institut za fiziku i tehnologiju. U ovoj obrazovnoj ustanovi radio je kvantnu elektrodinamiku i magnetsku teoriju elektrona.
poslovno putovanje
U razdoblju od 1929. do 1931., Lev Landau je bio u znanstvenoj misiji. Godine života, zanimanja i postignuća ovog znanstvenika vezani su uz blisku suradnju sa inozemnim kolegama. Tako je na službenom putu posjetio Švicarsku, Njemačku, Nizozemsku, Englesku i Dansku. Tijekom tih godina upoznao je i upoznao osnivače kvantne mehanike, koja je tada tek nastajala. Među znanstvenicima koje je Landau upoznao bili su Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg i Niels Bohr. Prema potonjemu, Lev Davidovič je zadržao prijateljske osjećaje do kraja života. Ovaj znanstvenik je imao posebno snažan utjecaj na Landaua.
Lev Davidovich, izagranice, proveo važna istraživanja slobodnih elektrona (njihovih magnetskih svojstava). Osim toga, zajedno s Peierlsom, provodio je i istraživanja o relativističkoj kvantnoj mehanici. Zahvaljujući tim djelima, Lev Landau, čije je zanimanje zainteresiralo strane kolege, počeo se smatrati jednim od vodećih teorijskih fizičara. Znanstvenik je naučio rukovati vrlo složenim teorijskim sustavima. Treba napomenuti da mu je kasnije ta vještina bila vrlo korisna kada je Landau počeo provoditi istraživanja fizike niskih temperatura.
Seljenje u Harkov
Lev Davidovič vratio se u Lenjingrad 1931. godine. Međutim, ubrzo se odlučio preseliti u Harkov, koji je u to vrijeme bio glavni grad Ukrajine. Ovdje je znanstvenik radio na ukrajinskom institutu za fiziku i tehnologiju, bio je voditelj njegovog teorijskog odjela. Istodobno, Lev Davidovič je bio voditelj odjela za teorijsku fiziku na Harkovskom sveučilištu i Harkovskom inženjerskom i strojarskom institutu. Godine 1934. Akademija znanosti SSSR-a dodijelila mu je stupanj doktora fizikalno-matematičkih znanosti. Za to Landau nije trebao ni obraniti disertaciju. Zvanje profesora dodijeljeno je sljedeće godine takvom znanstveniku kao što je Lev Landau.
Njegovo je zanimanje pokrivalo sve više i više novih područja znanosti. Landau je u Harkovu objavio radove o temama kao što su disperzija zvuka, podrijetlo zvjezdane energije, raspršivanje svjetlosti, prijenos energije tijekom sudara, supravodljivost, magnetska svojstva različitih materijala itd. Zahvaljujući tome, postao je poznat kao teoretičar s neobično svestranim znanstveniminteresi.
Osobito obilježje Landauovog rada
Kasnije, kada se pojavila fizika plazme, Landauov rad na električnim interakcijama čestica pokazao se vrlo korisnim. Posudivši neke koncepte iz termodinamike, znanstvenik je izrazio niz inovativnih ideja u vezi s niskotemperaturnim sustavima. Valja reći da sva Landauova djela karakterizira jedna važna značajka - virtuozno korištenje matematičkog aparata u potrazi za rješenjima složenih problema. Lev Landau dao je značajan doprinos kvantnoj teoriji, kao i proučavanju interakcije i prirode elementarnih čestica.
Lev Landau School
Raspon njegovih istraživanja uistinu je širok. Pokrivaju gotovo sva glavna područja teorijske fizike. Zahvaljujući takvoj širini svojih interesa, znanstvenik je u Harkov privukao mnoge talentirane mlade znanstvenike i nadarene studente. Među njima je bio i Evgenij Mihajlovič Lifšic, koji je postao suradnik Leva Davidoviča i njegov najbliži prijatelj. Škola koja je izrasla oko Leva Landaua pretvorila je Harkov u jedan od vodećih centara teorijske fizike u SSSR-u.
Znanstvenik je bio uvjeren da bi teorijski fizičar trebao biti temeljito upućen u sva područja ove znanosti. U tu svrhu, Lev Davidovich je razvio vrlo strog program obuke. Taj je program nazvao "teorijskim minimumom". Kandidati koji su željeli sudjelovati u radionici koju je vodio morali su zadovoljiti vrlo visoke standarde. Dovoljno je reći da već 30 godina, unatoč mnogimaželjno, samo 40 ljudi je položilo ispite na "teorimumu". Međutim, oni koji su uspjeli, Lev Davidovič je velikodušno posvetio svoju pažnju i vrijeme. Osim toga, dobili su potpunu slobodu izbora pri odabiru teme istraživanja.
Izrada tečaja teorijske fizike
Landau Lev Davidovich održavao je prijateljske odnose sa svojim osobljem i studentima. Znanstvenika su od milja zvali Dau. Kako bi im pomogao 1935. godine, Lev Davidovič je stvorio detaljan tečaj teorijske fizike. Objavio ju je Landau zajedno s E. M. Lifshitzom i predstavljao je seriju udžbenika. Njihov sadržaj su autori ažurirali i revidirali tijekom sljedećih 20 godina. Ove su knjige stekle ogromnu popularnost. Prevedene su na mnoge jezike svijeta. Trenutno se ovi udžbenici s pravom smatraju klasicima. Godine 1962. Landau i Lifshitz dobili su Lenjinovu nagradu za stvaranje ovog tečaja.
Rad s Kapitzom
Lev Davidovič se 1937. odazvao pozivu Petra Kapitze (njegova fotografija je prikazana u nastavku) i postao voditelj odjela teorijske fizike na Moskovskom institutu za fizičke probleme, tek stvorenom u to vrijeme. Međutim, sljedeće godine znanstvenik je uhićen. Lažna je optužba bila da je špijunirao za Njemačku. Samo zahvaljujući intervenciji Kapitse, koji se osobno obratio Kremlju, Lev Landau je pušten.
Kad se Landau preselio iz Harkova u Moskvu, Kapitsa je upravo eksperimentirao s tekućim helijem. Ako temperatura padne ispod 4,2 K (apsolutnotemperatura se mjeri u stupnjevima Kelvina i mjeri se od -273,18°C, odnosno od apsolutne nule), plinoviti helij postaje tekućina. U tom stanju naziva se helij-1. Ako snizite temperaturu na 2,17 K, prelazi u tekućinu zvanu helij-2. Ima vrlo zanimljiva svojstva. Helij-2 može s lakoćom teći kroz najmanje rupe. Čini se kao da uopće nema viskoznost. Tvar se diže uz zid posude, kao da na nju ne djeluje gravitacija. Osim toga, njegova toplinska vodljivost stotinama puta premašuje toplinsku vodljivost bakra. Kapitsa je odlučio nazvati helij-2 superfluidnom tekućinom. Međutim, nakon pregleda pokazalo se da njegova viskoznost nije nula.
Znanstvenici sugeriraju da je takvo neobično ponašanje posljedica učinaka koji ne pripadaju klasičnoj fizici, već kvantnoj teoriji. Ovi se učinci javljaju samo pri niskim temperaturama. Obično se osjećaju u krutim tvarima, budući da se u tim uvjetima većina tvari smrzava. Helij je iznimka. Ova tvar ostaje tekuća do apsolutne nule osim ako nije podvrgnuta visokom tlaku. Laszlo Tissa je 1938. godine sugerirao da je tekući helij zapravo mješavina dvaju oblika: helija-2 (superfluidna tekućina) i helija-1 (normalna tekućina). Kada temperatura padne na gotovo apsolutnu nulu, prva postaje dominantna komponenta. Ova hipoteza objašnjava pojavu različitih viskoziteta pod različitim uvjetima.
Kako je Landau objasnio fenomen superfluidnosti
Lev Landau, kratka biografijakoji opisuje samo njegova glavna dostignuća, uspio je objasniti fenomen superfluidnosti, koristeći potpuno novi matematički aparat. Drugi znanstvenici oslanjali su se na kvantnu mehaniku, koju su koristili za analizu ponašanja pojedinih atoma. Landau je, s druge strane, kvantna stanja tekućine razmatrao praktički na isti način kao da se radi o čvrstom tijelu. Pretpostavio je da postoje dvije komponente ekscitacije, odnosno kretanja. Prvi od njih su fononi, koji opisuju normalno pravolinijsko širenje zvučnih valova pri niskim vrijednostima energije i impulsa. Drugi su rotoni, koji opisuju rotacijsko gibanje. Potonji je složenija manifestacija ekscitacije koja se javlja pri višim vrijednostima energije i impulsa. Znanstvenik je primijetio da se opaženi fenomeni mogu objasniti doprinosima rotona i fonona i njihovoj interakciji.
Landau je tvrdio da se tekući helij može smatrati "normalnom" komponentom, koja je uronjena u superfluidnu "pozadinu". Kako se može objasniti činjenica da tekući helij istječe kroz uski jaz? Znanstvenik je primijetio da u ovom slučaju teče samo superfluidna komponenta. A rotoni i fononi sudaraju se sa zidovima koji ih drže.
Značenje Landauove teorije
Landauova teorija, kao i njezina daljnja poboljšanja, odigrala je vrlo važnu ulogu u znanosti. Oni nisu samo objasnili uočene pojave, već su predvidjeli i neke druge. Jedan primjer je širenje dvaju valova koji imaju različita svojstva i nazivaju se prvi i drugi zvuk. Prvi zvuk jeobični zvučni valovi, dok je drugi temperaturni val. Zahvaljujući teoriji koju je stvorio Landau, znanstvenici su uspjeli postići značajan napredak u razumijevanju prirode supravodljivosti.
Drugi svjetski rat i poslijeratne godine
Lev Davidovich tijekom Drugog svjetskog rata bavio se proučavanjem eksplozija i izgaranja. Posebno su ga zanimali udarni valovi. Nakon svibnja 1945. i do 1962. godine znanstvenik je radio na raznim zadacima. Posebno je istraživao rijedak izotop helija, koji ima atomsku masu 3 (obično mu je masa 4). Lev Davidovič je predvidio postojanje nove vrste širenja valova za ovaj izotop. "Nulti zvuk" - tako ga je nazvao Lev Davidovič Landau. Njegov životopis obilježen je, osim toga, sudjelovanjem u stvaranju atomske bombe u SSSR-u.
Prometna nesreća, Nobelova nagrada i posljednje godine života
U dobi od 53 godine doživio je prometnu nesreću u kojoj je teško ozlijeđen. Mnogi liječnici iz SSSR-a, Francuske, Kanade, Čehoslovačke borili su se za život znanstvenika. Bio je bez svijesti 6 tjedana. Tri mjeseca nakon prometne nesreće, Lev Landau nije ni prepoznao svoje rođake. Nobelova nagrada dodijeljena mu je 1962. godine. Međutim, zbog zdravstvenih razloga nije mogao otputovati u Stockholm kako bi ga primio. Na fotografiji ispod možete vidjeti L. Landaua sa suprugom u bolnici.
Nagrada je uručena znanstveniku u Moskvi. Nakon toga, Lev Davidovič je živio još 6 godina, ali se nikada nije vratio istraživanjima.smog. Lev Landau preminuo je u Moskvi od posljedica zadobivenih ozljeda.
obitelj Landau
Znanstvenik se 1937. oženio Concordia Drobantseva, procesnog inženjera u prehrambenoj industriji. Ova žena je bila iz Harkova. Godine njezina života su 1908-1984. U obitelji se rodio sin, koji je kasnije postao eksperimentalni fizičar i radio u Institutu za fizičke probleme. Fotografija ispod prikazuje L. Landaua sa svojim sinom.
To je sve što se može reći o znanstveniku kao što je Lev Landau. Njegova biografija, naravno, uključuje samo osnovne činjenice. Teorije koje je stvorio prilično su složene za nespremnog čitatelja. Stoga članak samo ukratko govori o tome po čemu se proslavio Lev Landau. Biografija i postignuća ovog znanstvenika i dalje su od velikog interesa u cijelom svijetu.
