Лев Ландау (години на живот - 1908-1968) - великият съветски физик, родом от Баку. Той притежава много интересни изследвания и открития. Можете ли да отговорите на въпроса защо Лев Ландау получи Нобелова награда? В тази статия ще говорим за неговите постижения и основните факти от биографията.
Произход на Лев Ландау
Можете да говорите дълго за такъв учен като Лев Ландау. Години на живот, професия и постижения на този физик - всичко това със сигурност ще заинтересува читателите. Нека започнем от самото начало - с произхода на бъдещия учен.
Роден е в семейството на Любов и Давид Ландау. Баща му беше известен нефтен инженер. Работил е в нефтените находища. Що се отнася до майка й, тя беше лекар по професия. Известно е, че тази жена е извършвала физиологични изследвания. Очевидно Лев Ландау произхожда от интелигентно семейство. По-голямата му сестра, между другото, стана инженер-химик.
Години на обучение
Лев Давидович отиде в гимназията, която завършва блестящо на 13-годишна възраст. Родителите му смятаха, че синът им е още многомлади за висше образование. Затова те решиха да го изпратят в Бакинския икономически колеж за една година. След това, през 1922 г., той е приет в Бакинския университет. Тук Лев Ландау учи химия и физика. Две години по-късно Лев Давидович се прехвърля в Ленинградския университет, във Физическия факултет.
Първи научни статии, висше училище
На деветнадесетгодишна възраст Ландау вече е станал автор на четири публикувани научни статии. В една от тези произведения за първи път е използвана така наречената матрица на плътността. Този термин е широко използван днес. Той описва квантови енергийни състояния. Ландау завършва университета през 1927 г. След това влезе в аспирантура, като избра Ленинградския физико-технически институт. В тази образователна институция той работи върху квантовата електродинамика и магнитната теория на електрона.
Служебно пътуване
В периода от 1929 до 1931 г. Лев Ландау е на научна мисия. Годините на живот, занимание и постижения на този учен са свързани с тясно сътрудничество с чуждестранни колеги. И така, по време на командировка, той посети Швейцария, Германия, Холандия, Англия и Дания. През тези години той се среща и запознава с основателите на квантовата механика, която тогава тепърва се заражда. Сред учените, с които се срещна Ландау, са Волфганг Паули, Вернер Хайзенберг и Нилс Бор. Към последния Лев Давидович запази приятелски чувства до края на живота си. Този учен имаше особено силно влияние върху Ландау.
Лев Давидович е отзадграница, извършиха важни изследвания на свободните електрони (техните магнитни свойства). Освен това, заедно с Пайърлс, той също провежда изследвания върху релативистката квантова механика. Благодарение на тези работи Лев Ландау, чиято професия интересува чуждестранни колеги, започва да се счита за един от водещите теоретични физици. Ученият се научи как да се справя с много сложни теоретични системи. Трябва да се отбележи, че по-късно това умение е много полезно за него, когато Ландау започва да провежда изследвания върху физиката на ниските температури.
Преместване в Харков
Лев Давидович се завръща в Ленинград през 1931 г. Скоро обаче той решава да се премести в Харков, който по това време е столица на Украйна. Тук ученият е работил в Украинския физико-технически институт, е бил ръководител на неговия теоретичен отдел. В същото време Лев Давидович беше ръководител на катедрите по теоретична физика в Харковския университет и Харковския инженерно-механичен институт. През 1934 г. Академията на науките на СССР му присъжда степента на доктор на физико-математическите науки. За това Ландау дори не трябваше да защитава дисертация. Званието професор е присъдено на следващата година на такъв учен като Лев Ландау.
Неговата професия обхващаше все повече и повече нови области на науката. Ландау в Харков публикува трудове по такива теми като звуковата дисперсия, произхода на звездната енергия, разсейването на светлината, преноса на енергия при сблъсъци, свръхпроводимостта, магнитните свойства на различни материали и др. Благодарение на това той става известен като теоретик с необичайно многостранни наученинтереси.
Отличителна черта на работата на Ландау
По-късно, когато се появи физиката на плазмата, работата на Ландау за електрически взаимодействащи частици се оказа много полезна. Заимствайки някои концепции от термодинамиката, ученият изрази редица иновативни идеи по отношение на нискотемпературните системи. Трябва да се каже, че всички произведения на Ландау се характеризират с една важна характеристика - виртуозното използване на математическия апарат в търсенето на решения на сложни проблеми. Лев Ландау има значителен принос към квантовата теория, както и към изучаването на взаимодействието и природата на елементарните частици.
Lev Landau School
Обхватът на неговите изследвания е наистина широк. Те обхващат почти всички основни области на теоретичната физика. Благодарение на такава широта на интересите си ученият привлече много талантливи млади учени и надарени студенти в Харков. Сред тях беше Евгений Михайлович Лифшиц, който стана сътрудник на Лев Давидович и негов най-близък приятел. Училището, израснало около Лев Ландау, превърна Харков в един от водещите центрове по теоретична физика в СССР.
Ученият беше убеден, че физикът-теоретик трябва да е добре запознат във всички области на тази наука. За тази цел Лев Давидович разработи много строга тренировъчна програма. Той нарече тази програма "теоретичният минимум". Кандидатите, които искаха да участват в ръководения от него семинар, трябваше да отговарят на много високи стандарти. Достатъчно е да се каже, че в продължение на 30 години, въпреки многотожелаещи, само 40 души издържаха изпитите по "теоримума". Въпреки това, тези, които успяха, Лев Давидович щедро посвети вниманието и времето си. Освен това им беше предоставена пълна свобода на избор при избора на изследователска тема.
Създаване на курс по теоретична физика
Ландау Лев Давидович поддържа приятелски отношения със своите служители и ученици. Те нежно наричаха учения Дау. За да им помогне през 1935 г., Лев Давидович създава подробен курс по теоретична физика. Издадена е от Ландау съвместно с Е. М. Лифшиц и представлява поредица от учебници. Съдържанието им беше актуализирано и преработено от авторите през следващите 20 години. Тези книги са придобили огромна популярност. Те са преведени на много езици по света. В момента тези учебници с право се считат за класика. През 1962 г. Ландау и Лифшиц получават Ленинската награда за създаването на този курс.
Работа с Kapitza
Лев Давидович през 1937 г. се отзовава на поканата на Петър Капица (неговата снимка е представена по-долу) и става ръководител на катедрата по теоретична физика в новосъздадения по това време Московски институт по физически проблеми. На следващата година обаче ученият е арестуван. Лъжливото обвинение беше, че шпионира в полза на Германия. Само благодарение на намесата на Капица, който лично подаде молба до Кремъл, Лев Ландау беше освободен.
Когато Ландау се премести от Харков в Москва, Капица просто експериментира с течен хелий. Ако температурата падне под 4,2 K (абсолютнотемпературата се измерва в градуси Келвин и се измерва от -273, 18 ° C, тоест от абсолютна нула), газообразният хелий става течност. В това състояние се нарича хелий-1. Ако намалите температурата до 2,17 K, тя преминава в течност, наречена хелий-2. Има много интересни свойства. Хелий-2 е в състояние да преминава през най-малките дупки с лекота. Изглежда, че той изобщо няма вискозитет. Веществото се издига нагоре по стената на съда, сякаш гравитацията не действа върху него. Освен това нейната топлопроводимост надвишава топлопроводимостта на медта стотици пъти. Капица реши да нарече хелий-2 свръхтечна течност. При проверка обаче се оказа, че вискозитетът му не е нулев.
Учените предполагат, че такова необичайно поведение се дължи на ефекти, които не принадлежат на класическата физика, а на квантовата теория. Тези ефекти се проявяват само при ниски температури. Обикновено те се усещат в твърди вещества, тъй като при тези условия повечето вещества замръзват. Хелият е изключение. Това вещество остава течно до абсолютна нула, освен ако не е подложено на високо налягане. Ласло Тиса предполага през 1938 г., че течният хелий всъщност е смес от две форми: хелий-2 (свръхтечна течност) и хелий-1 (нормална течност). Когато температурата падне до почти абсолютна нула, първият става доминиращ компонент. Тази хипотеза обяснява появата на различни вискозитети при различни условия.
Как Ландау обясни феномена на свръхфлуидността
Лев Ландау, кратка биографиякойто описва само основните му постижения, успя да обясни феномена свръхфлуидност, използвайки напълно нов математически апарат. Други учени разчитаха на квантовата механика, която използваха, за да анализират поведението на отделните атоми. Ландау, от друга страна, разглежда квантовите състояния на течността практически по същия начин, както ако тя е твърдо тяло. Той предположи, че има два компонента на възбуждането или движението. Първият от тях са фонони, които описват нормалното праволинейно разпространение на звукови вълни при ниски стойности на енергия и импулс. Вторият е ротоните, които описват въртеливото движение. Последното е по-сложно проявление на възбуждане, което се случва при по-високи стойности на енергия и импулс. Ученият отбеляза, че наблюдаваните явления могат да се обяснят с приноса на ротони и фонони и тяхното взаимодействие.
Ландау твърди, че течният хелий може да се разглежда като "нормален" компонент, който е потопен в свръхтечен "фон". Как може да се обясни фактът, че течен хелий изтича през тесен процеп? Ученият отбеляза, че в този случай тече само свръхфлуидният компонент. И ротоните и фононите се сблъскват със стените, които ги държат.
Смисълът на теорията на Ландау
Теорията на Ландау, както и нейните по-нататъшни подобрения, изиграха много важна роля в науката. Те не само обясниха наблюдаваните явления, но и предсказаха някои други. Един пример е разпространението на две вълни, които имат различни свойства и се наричат първи и втори звук. Първият звук еобикновени звукови вълни, докато втората е температурна вълна. Благодарение на теорията, създадена от Ландау, учените успяха да постигнат значителен напредък в разбирането на природата на свръхпроводимостта.
Втората световна война и следвоенните години
Лев Давидович по време на Втората световна война се занимава с изучаване на експлозии и горене. По-специално той се интересуваше от ударни вълни. След май 1945 г. и до 1962 г. ученият работи по различни задачи. По-специално, той изследва редкия изотоп на хелия, който има атомна маса 3 (обикновено масата му е 4). Лев Давидович предсказва съществуването на нов тип разпространение на вълните за този изотоп. "Нулев звук" - така го нарече Лев Давидович Ландау. Биографията му е белязана освен това от участието в създаването на атомната бомба в СССР.
Автомобилна катастрофа, Нобелова награда и последните години от живота
На 53-годишна възраст той претърпява автомобилна катастрофа, в резултат на която е тежко ранен. Много лекари от СССР, Франция, Канада, Чехословакия се бориха за живота на учен. Беше в безсъзнание 6 седмици. Три месеца след автомобилната катастрофа Лев Ландау дори не разпознава близките си. Нобеловата награда му е присъдена през 1962 г. Въпреки това, поради здравословни причини, той не успя да пътува до Стокхолм, за да го получи. На снимката по-долу можете да видите Л. Ландау със съпругата му в болницата.
Наградата беше връчена на учен в Москва. След това Лев Давидович живее още 6 години, но никога не се връща към изследванията.смог. Лев Ландау почина в Москва в резултат на усложнения от нараняванията си.
семейство Ландау
Ученият през 1937 г. се жени за Конкордия Дробанцева, технологичен инженер в хранително-вкусовата промишленост. Тази жена беше от Харков. Годините на живота й са 1908-1984. В семейството се ражда син, който по-късно става експериментален физик и работи в Института по физически проблеми. Снимката по-долу показва Л. Ландау със сина му.
Това е всичко, което може да се каже за учен като Лев Ландау. Биографията му, разбира се, включва само основните факти. Създадените от него теории са доста сложни за неподготвения читател. Затова статията само накратко говори за това, с което стана известен Лев Ландау. Биографията и постиженията на този учен все още представляват голям интерес в целия свят.
