Lev Landau (roky života - 1908-1968) - veľký sovietsky fyzik, rodák z Baku. Vlastní množstvo zaujímavých výskumov a objavov. Viete odpovedať na otázku, prečo dostal Lev Landau Nobelovu cenu? V tomto článku budeme hovoriť o jeho úspechoch a hlavných faktoch biografie.
Pôvod Lev Landau
O takom vedcovi, akým je Lev Landau, sa dá hovoriť dlho. Roky života, povolanie a úspechy tohto fyzika - to všetko určite zaujme čitateľov. Začnime od úplného začiatku – pôvodom budúceho vedca.
Narodil sa v rodine Lyubov a David Landau. Jeho otec bol známy ropný inžinier. Pracoval na ropných poliach. Pokiaľ ide o jej matku, bola povolaním lekárka. Je známe, že táto žena vykonala fyziologický výskum. Lev Landau zrejme pochádzal z inteligentnej rodiny. Jeho staršia sestra sa mimochodom stala chemickou inžinierkou.
Roky štúdia
Lev Davidovich chodil na strednú školu, ktorú brilantne ukončil vo veku 13 rokov. Jeho rodičia cítili, že ich syn je stále veľmimladých pre vyššie vzdelanie. Preto sa rozhodli poslať ho na jeden rok do Baku Economic College. Potom, v roku 1922, bol prijatý na univerzitu v Baku. Tu Lev Landau študoval chémiu a fyziku. O dva roky neskôr prestúpil Lev Davidovič na Leningradskú univerzitu na fyzikálnu fakultu.
Prvé výskumné práce, postgraduálna škola
V devätnástich rokoch sa Landau stal autorom štyroch vedeckých prác, ktoré boli publikované. V jednej z týchto prác bola po prvýkrát použitá takzvaná matica hustoty. Tento termín je dnes široko používaný. Popisuje kvantové energetické stavy. Landau absolvoval univerzitu v roku 1927. Potom vstúpil na postgraduálnu školu a vybral si Leningradský inštitút fyziky a technológie. V tejto vzdelávacej inštitúcii pracoval na kvantovej elektrodynamike a magnetickej teórii elektrónu.
Služobná cesta
V období rokov 1929 až 1931 bol Lev Landau na vedeckej misii. Roky života, povolania a úspechy tohto vedca sú spojené s úzkou spoluprácou so zahraničnými kolegami. A tak počas služobnej cesty navštívil Švajčiarsko, Nemecko, Holandsko, Anglicko a Dánsko. Počas týchto rokov sa stretol a zoznámil so zakladateľmi vtedy len vznikajúcej kvantovej mechaniky. Medzi vedcami, ktorých Landau stretol, boli Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg a Niels Bohr. K tomu druhému si Lev Davidovič zachoval priateľské pocity po zvyšok svojho života. Tento vedec mal obzvlášť silný vplyv na Landau.
Lev Davidovich je pozaduhranice, uskutočnil dôležité štúdie voľných elektrónov (ich magnetických vlastností). Okrem toho sa spolu s Peierlsom venoval aj výskumu relativistickej kvantovej mechaniky. Vďaka týmto prácam sa Lev Landau, ktorého povolanie zaujímalo zahraničných kolegov, začal považovať za jedného z popredných teoretických fyzikov. Vedec sa naučil, ako zaobchádzať s vysoko zložitými teoretickými systémami. Treba poznamenať, že neskôr mu táto zručnosť bola veľmi užitočná, keď Landau začal vykonávať výskum fyziky nízkych teplôt.
Sťahujem sa do Charkova
Lev Davidovich sa vrátil do Leningradu v roku 1931. Čoskoro sa však rozhodol presťahovať do Charkova, ktorý bol v tom čase hlavným mestom Ukrajiny. Tu vedec pracoval na Ukrajinskom inštitúte fyziky a technológie, bol vedúcim jeho teoretického oddelenia. Zároveň bol Lev Davidovič vedúcim katedier teoretickej fyziky na Charkovskej univerzite a Charkovského inžinierskeho a mechanického inštitútu. V roku 1934 mu Akadémia vied ZSSR udelila titul doktora fyzikálnych a matematických vied. Na to Landau ani nepotreboval obhajovať dizertačnú prácu. Titul profesora bol nasledujúci rok udelený takému vedcovi ako Lev Landau.
Jeho povolanie pokrývalo stále viac nových oblastí vedy. Landau v Charkove publikoval práce na témy ako rozptyl zvuku, pôvod hviezdnej energie, rozptyl svetla, prenos energie pri zrážkach, supravodivosť, magnetické vlastnosti rôznych materiálov atď. Vďaka tomu sa stal známym ako teoretik s neobyčajne všestranným vedeckýzáujmy.
Výrazný znak Landauovho diela
Neskôr, keď sa objavila fyzika plazmy, sa Landauova práca o elektricky interagujúcich časticiach ukázala ako veľmi užitočná. Požičaním si niektorých konceptov z termodynamiky vedec vyjadril množstvo inovatívnych myšlienok týkajúcich sa nízkoteplotných systémov. Treba povedať, že všetky Landauove diela sa vyznačujú jednou dôležitou črtou – virtuóznym využívaním matematického aparátu pri hľadaní riešení zložitých problémov. Lev Landau významne prispel ku kvantovej teórii, ako aj k štúdiu interakcie a povahy elementárnych častíc.
Škola Leva Landau
Rozsah jeho výskumu je skutočne široký. Pokrývajú takmer všetky hlavné oblasti teoretickej fyziky. Vďaka takejto šírke svojich záujmov prilákal vedec do Charkova mnoho talentovaných mladých vedcov a nadaných študentov. Medzi nimi bol Evgeny Michajlovič Lifshits, ktorý sa stal spolupracovníkom Leva Davidoviča a jeho najbližším priateľom. Škola, ktorá vyrástla okolo Leva Landaua, zmenila Charkov na jedno z popredných centier teoretickej fyziky v ZSSR.
Vedec bol presvedčený, že teoretický fyzik by sa mal dôkladne orientovať vo všetkých oblastiach tejto vedy. Za týmto účelom vyvinul Lev Davidovich veľmi prísny tréningový program. Tento program nazval „teoretické minimum“. Uchádzači, ktorí sa chceli zúčastniť workshopu, ktorý viedol, museli spĺňať veľmi vysoké štandardy. Stačí povedať, že už 30 rokov, napriek mnohýmželanie, len 40 ľudí zložilo skúšky na "teorimu". Avšak tým, ktorí uspeli, Lev Davidovič veľkoryso venoval svoju pozornosť a čas. Okrem toho mali úplnú slobodu výberu pri výbere témy výskumu.
Vytvorenie kurzu teoretickej fyziky
Landau Lev Davidovich udržiaval priateľské vzťahy so svojimi zamestnancami a študentmi. S láskou volali vedca Dau. Na pomoc im v roku 1935 vytvoril Lev Davidovič podrobný kurz teoretickej fyziky. Vydal ju Landau spolu s E. M. Lifshitzom a išlo o sériu učebníc. Ich obsah autori aktualizovali a revidovali v priebehu nasledujúcich 20 rokov. Tieto knihy si získali obrovskú popularitu. Boli preložené do mnohých jazykov sveta. V súčasnosti sú tieto učebnice právom považované za klasiku. V roku 1962 dostali Landau a Lifshitz Leninovu cenu za vytvorenie tohto kurzu.
Práca s Kapitza
Lev Davidovič v roku 1937 odpovedal na pozvanie Petra Kapitzu (jeho fotografia je uvedená nižšie) a stal sa vedúcim oddelenia teoretickej fyziky na Moskovskom inštitúte fyzikálnych problémov, ktorý bol v tom čase novo vytvorený. Nasledujúci rok však bol vedec zatknutý. Nepravdivé obvinenie bolo, že špehoval pre Nemecko. Len vďaka zásahu Kapitsu, ktorý sa osobne obrátil na Kremeľ, bol Lev Landau prepustený.
Keď sa Landau presťahoval z Charkova do Moskvy, Kapitsa práve experimentoval s tekutým héliom. Ak teplota klesne pod 4,2 K (absolútneteplota sa meria v stupňoch Kelvina a meria sa od -273, 18 ° C, to znamená od absolútnej nuly), plynné hélium sa stáva kvapalinou. V tomto stave sa nazýva hélium-1. Ak znížite teplotu na 2,17 K, prejde do kvapaliny nazývanej hélium-2. Má niekoľko veľmi zaujímavých vlastností. Hélium-2 je schopné ľahko pretekať aj cez najmenšie otvory. Zdá sa, že nemá vôbec žiadnu viskozitu. Látka stúpa po stene nádoby hore, akoby na ňu nepôsobila gravitácia. Navyše jeho tepelná vodivosť stonásobne prevyšuje tepelnú vodivosť medi. Kapitsa sa rozhodol nazvať hélium-2 supratekutou kvapalinou. Pri kontrole sa však ukázalo, že jeho viskozita nie je nulová.
Vedci tvrdia, že takéto nezvyčajné správanie je spôsobené efektmi, ktoré nepatria do klasickej fyziky, ale do kvantovej teórie. Tieto účinky sa prejavujú len pri nízkych teplotách. Zvyčajne sa cítia v pevných látkach, pretože za týchto podmienok väčšina látok zamrzne. Výnimkou je hélium. Táto látka zostáva tekutá až do absolútnej nuly, pokiaľ nie je vystavená vysokému tlaku. Laszlo Tissa v roku 1938 navrhol, že tekuté hélium je vlastne zmesou dvoch foriem: hélia-2 (superfluidná kvapalina) a hélia-1 (normálna kvapalina). Keď teplota klesne takmer na absolútnu nulu, dominantnou zložkou sa stáva tá prvá. Táto hypotéza vysvetľuje výskyt rôznych viskozít za rôznych podmienok.
Ako Landau vysvetlil fenomén supratekutosti
Lev Landau, krátky životopisktorý popisuje len jeho hlavné úspechy, dokázal vysvetliť fenomén supratekutosti pomocou úplne nového matematického aparátu. Ďalší vedci sa spoliehali na kvantovú mechaniku, pomocou ktorej analyzovali správanie jednotlivých atómov. Na druhej strane Landau uvažoval o kvantových stavoch kvapaliny prakticky rovnako, ako keby išlo o pevné teleso. Predpokladal, že existujú dve zložky excitácie alebo pohybu. Prvým z nich sú fonóny, ktoré opisujú normálne priamočiare šírenie zvukových vĺn pri nízkych hodnotách energie a hybnosti. Druhým sú rotóny, ktoré opisujú rotačný pohyb. Ten je komplexnejším prejavom excitácií, ktoré sa vyskytujú pri vyšších hodnotách energie a hybnosti. Vedec poznamenal, že pozorované javy možno vysvetliť príspevkami rotónov a fonónov a ich interakciou.
Landau tvrdil, že tekuté hélium možno považovať za „normálnu“zložku, ktorá je ponorená do supratekutého „pozadia“. Ako možno vysvetliť skutočnosť, že tekuté hélium vyteká cez úzku medzeru? Vedec poznamenal, že v tomto prípade prúdi iba supratekutá zložka. A rotóny a fonóny sa zrazia so stenami, ktoré ich držia.
Význam Landauovej teórie
Landauova teória, ako aj jej ďalšie vylepšenia, zohrali vo vede veľmi dôležitú úlohu. Pozorované javy nielen vysvetlili, ale predpovedali aj niektoré ďalšie. Jedným príkladom je šírenie dvoch vĺn, ktoré majú rôzne vlastnosti a nazývajú sa prvý a druhý zvuk. Prvý zvuk jeobyčajné zvukové vlny, kým druhá je teplotná vlna. Vďaka teórii, ktorú vytvoril Landau, vedci dokázali urobiť významný pokrok v pochopení podstaty supravodivosti.
Druhá svetová vojna a povojnové roky
Lev Davidovich sa počas druhej svetovej vojny zaoberal štúdiom výbuchov a horenia. Zaujímal sa najmä o rázové vlny. Po máji 1945 až do roku 1962 vedec pracoval na rôznych úlohách. Skúmal najmä vzácny izotop hélia, ktorý má atómovú hmotnosť 3 (zvyčajne má hmotnosť 4). Lev Davidovich predpovedal existenciu nového typu šírenia vĺn pre tento izotop. „Nulový zvuk“– tak to nazval Lev Davidovič Landau. Jeho životopis je navyše poznačený účasťou na vytvorení atómovej bomby v ZSSR.
Autonehoda, Nobelova cena a posledné roky života
Vo veku 53 rokov mal dopravnú nehodu, v dôsledku ktorej sa vážne zranil. Mnoho lekárov zo ZSSR, Francúzska, Kanady, Československa bojovalo o život vedca. V bezvedomí bol 6 týždňov. Tri mesiace po autonehode Lev Landau ani nepoznal svojich príbuzných. Nobelovu cenu mu udelili v roku 1962. Zo zdravotných dôvodov však nemohol cestovať do Štokholmu, aby si ho prevzal. Na fotografii nižšie môžete vidieť L. Landaua s manželkou v nemocnici.
Cena bola odovzdaná vedcovi v Moskve. Potom žil Lev Davidovich ešte 6 rokov, no k výskumu sa už nevrátil.smog. Lev Landau zomrel v Moskve na následky zranení.
Landau family
Vedec sa v roku 1937 oženil s Concordiou Drobantsevovou, procesnou inžinierkou v potravinárskom priemysle. Táto žena bola z Charkova. Roky jej života sú 1908-1984. V rodine sa narodil syn, ktorý sa neskôr stal experimentálnym fyzikom a pracoval v Ústave fyzikálnych problémov. Na fotografii nižšie je L. Landau so synom.
To je všetko, čo sa dá povedať o vedcovi ako Lev Landau. Jeho životopis, samozrejme, obsahuje len základné fakty. Teórie, ktoré vytvoril, sú pre nepripraveného čitateľa dosť zložité. Článok preto len stručne hovorí o tom, čím sa Lev Landau preslávil. Biografia a úspechy tohto vedca sú stále veľmi zaujímavé na celom svete.
