Lev Landau (elinvuodet - 1908-1968) - suuri Neuvostoliiton fyysikko, kotoisin Bakusta. Hän omistaa paljon mielenkiintoisia tutkimuksia ja löytöjä. Voitko vastata kysymykseen, miksi Lev Landau sai Nobel-palkinnon? Tässä artikkelissa puhumme hänen saavutuksistaan ja elämäkerran tärkeimmistä faktoista.
Lev Landaun alkuperä
Voit puhua pitkään sellaisesta tiedemiehestä kuin Lev Landau. Tämän fyysikon elinvuodet, ammatti ja saavutukset - kaikki tämä kiinnostaa varmasti lukijoita. Aloitetaan aivan alusta - tulevan tiedemiehen alkuperästä.
Hän syntyi Lyubovin ja David Landaun perheeseen. Hänen isänsä oli tunnettu öljy-insinööri. Hän työskenteli öljykentillä. Mitä tulee hänen äitiinsä, hän oli ammatiltaan lääkäri. Tiedetään, että tämä nainen suoritti fysiologista tutkimusta. Ilmeisesti Lev Landau tuli älykkäästä perheestä. Hänen vanhemmasta siskostaan muuten tuli kemianinsinööri.
Opiskeluvuodet
Lev Davidovich kävi lukion, jonka hän valmistui loistavasti 13-vuotiaana. Hänen vanhempansa kokivat, että heidän poikansa oli vielä hyvinnuoria korkeakouluun. Siksi he päättivät lähettää hänet vuodeksi Bakun talousopistoon. Sitten vuonna 1922 hänet hyväksyttiin Bakun yliopistoon. Täällä Lev Landau opiskeli kemiaa ja fysiikkaa. Kaksi vuotta myöhemmin Lev Davidovich siirtyi Leningradin yliopistoon fysiikan tiedekuntaan.
Ensimmäiset tutkimuspaperit, tutkijakoulu
19-vuotiaana Landausta oli jo tullut neljän julkaistun tieteellisen artikkelin kirjoittaja. Yhdessä näistä töistä käytettiin ensimmäistä kertaa niin sanottua tiheysmatriisia. Tätä termiä käytetään nykyään laaj alti. Se kuvaa kvanttienergiatiloja. Landau valmistui yliopistosta vuonna 1927. Sitten hän aloitti tutkijakoulun valitsemalla Leningradin fysiikan ja tekniikan instituutin. Tässä oppilaitoksessa hän työskenteli kvanttielektrodynamiikan ja elektronin magneettisen teorian parissa.
Työmatka
Vuodella 1929–1931 Lev Landau oli tieteellisessä tehtävässä. Tämän tiedemiehen elämä, ammatti ja saavutukset liittyvät läheiseen yhteistyöhön ulkomaisten kollegoiden kanssa. Joten työmatkalla hän vieraili Sveitsissä, Saksassa, Alankomaissa, Englannissa ja Tanskassa. Näiden vuosien aikana hän tapasi ja tutustui kvanttimekaniikan perustajiin, joka oli silloin vasta syntymässä. Landau tapaamien tiedemiesten joukossa olivat Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg ja Niels Bohr. Jälkimmäiselle Lev Davidovich säilytti ystävällisiä tunteita loppuelämänsä ajan. Tällä tiedemiehellä oli erityisen vahva vaikutus Landauhun.
Lev Davidovich, takanaraja, suoritti tärkeitä tutkimuksia vapaista elektroneista (niiden magneettisista ominaisuuksista). Lisäksi hän teki yhdessä Peierlsin kanssa myös tutkimusta relativistisesta kvanttimekaniikasta. Näiden töiden ansiosta Lev Landau, jonka ammatti kiinnosti ulkomaisia kollegoita, alettiin pitää yhtenä johtavista teoreettisista fyysikoista. Tiedemies oppi käsittelemään erittäin monimutkaisia teoreettisia järjestelmiä. On huomattava, että myöhemmin tämä taito oli hänelle erittäin hyödyllinen, kun Landau alkoi tehdä tutkimusta matalan lämpötilan fysiikasta.
Muutto Harkovaan
Lev Davidovich palasi Leningradiin vuonna 1931. Pian hän kuitenkin päätti muuttaa Kharkoviin, joka oli tuolloin Ukrainan pääkaupunki. Täällä tiedemies työskenteli Ukrainan fysiikan ja teknologian instituutissa, oli sen teoreettisen osaston johtaja. Samaan aikaan Lev Davidovich johti teoreettisen fysiikan osastot Harkovin yliopistossa ja Kharkov Engineering and Mechanical Institutessa. Vuonna 1934 Neuvostoliiton tiedeakatemia myönsi hänelle fysiikan ja matemaattisten tieteiden tohtorin tutkinnon. Tätä varten Landaun ei tarvinnut edes puolustaa väitöskirjaa. Professorin arvonimi myönnettiin seuraavana vuonna sellaiselle tiedemiehelle kuin Lev Landau.
Hänen ammattinsa kattoi yhä enemmän uusia tieteenaloja. Landau Harkovissa julkaisi teoksia muun muassa äänen hajoamisesta, tähtien energian alkuperästä, valon sironnasta, törmäysten aikana tapahtuvasta energiansiirrosta, suprajohtavuudesta, eri materiaalien magneettisista ominaisuuksista jne. Tämän ansiosta hänestä tuli tunnetuksi teoreetikkona, jolla on poikkeuksellisen monipuolinen toimintakyky. tieteellinenkiinnostuksen kohteet.
Landaun työn erottuva piirre
Myöhemmin, kun plasmafysiikka ilmestyi, Landaun työ sähköisesti vuorovaikutuksessa olevien hiukkasten parissa osoittautui erittäin hyödylliseksi. Lainaamalla joitain käsitteitä termodynamiikasta, tiedemies ilmaisi useita innovatiivisia ideoita matalan lämpötilan järjestelmistä. On sanottava, että kaikille Landaun teoksille on ominaista yksi tärkeä piirre - matemaattisen laitteen virtuoosillinen käyttö etsiessään ratkaisuja monimutkaisiin ongelmiin. Lev Landau antoi merkittävän panoksen kvanttiteoriaan sekä alkuainehiukkasten vuorovaikutuksen ja luonteen tutkimukseen.
Lev Landau School
Hänen tutkimusalueensa on todella laaja. Ne kattavat lähes kaikki teoreettisen fysiikan pääalueet. Tämän kiinnostuksen kohteidensa ansiosta tiedemies houkutteli monia lahjakkaita nuoria tutkijoita ja lahjakkaita opiskelijoita Harkovaan. Heidän joukossaan oli Evgeny Mikhailovich Lifshits, josta tuli Lev Davidovichin yhteistyökumppani ja hänen lähin ystävänsä. Lev Landaun ympärille kasvanut koulu teki Kharkovista yhden Neuvostoliiton johtavista teoreettisen fysiikan keskuksista.
Tutkija oli vakuuttunut siitä, että teoreettisen fyysikon tulisi olla perusteellisesti perehtynyt tämän tieteen kaikilla osa-alueilla. Tätä varten Lev Davidovich kehitti erittäin tiukan koulutusohjelman. Hän kutsui tätä ohjelmaa "teoreettiseksi minimiksi". Hakijoiden, jotka halusivat osallistua hänen johtamaansa työpajaan, oli täytettävä erittäin korkeat vaatimukset. Riittää, kun sanon, että 30 vuoden ajan, monista huolimattahalusi vain 40 henkilöä läpäissyt kokeet "teorumilla". Kuitenkin ne, jotka onnistuivat, Lev Davidovich omisti avokätisesti huomionsa ja aikaansa. Lisäksi heille annettiin täydellinen valinnanvapaus tutkimusaiheen valinnassa.
Teoreettisen fysiikan kurssin luominen
Landau Lev Davidovich ylläpi ystävälliset suhteet henkilökuntaansa ja opiskelijoihinsa. He kutsuivat tiedemiestä hellästi Dauksi. Auttaakseen heitä vuonna 1935 Lev Davidovich loi yksityiskohtaisen teoreettisen fysiikan kurssin. Sen julkaisi Landau yhdessä E. M. Lifshitzin kanssa, ja se oli sarja oppikirjoja. Kirjoittajat ovat päivittäneet ja tarkistaneet niiden sisältöä seuraavien 20 vuoden aikana. Nämä kirjat ovat saavuttaneet v altavan suosion. Ne on käännetty monille maailman kielille. Tällä hetkellä näitä oppikirjoja pidetään oikeutetusti klassikoina. Vuonna 1962 Landau ja Lifshitz saivat Lenin-palkinnon tämän kurssin luomisesta.
Työskentely Kapitzan kanssa
Lev Davidovich vastasi vuonna 1937 Peter Kapitzan kutsuun (hänen kuva on esitetty alla) ja hänestä tuli tuolloin äskettäin perustetun Moskovan fysiikan instituutin teoreettisen fysiikan osaston johtaja. Seuraavana vuonna tiedemies kuitenkin pidätettiin. Väärä syytös oli, että hän vakoili Saksan hyväksi. Vain Kremliin henkilökohtaisesti hakeneen Kapitsan väliintulon ansiosta Lev Landau vapautettiin.
Kun Landau muutti Harkovista Moskovaan, Kapitsa juuri kokeili nestemäistä heliumia. Jos lämpötila laskee alle 4,2 K (absoluuttinenlämpötila mitataan Kelvin-asteina ja mitataan lämpötilasta -273, 18 °C, eli absoluuttisesta nollasta), kaasumaisesta heliumista tulee nestettä. Tässä tilassa sitä kutsutaan helium-1:ksi. Jos lasket lämpötilan 2,17 K:een, se muuttuu nesteeksi nimeltä helium-2. Sillä on erittäin mielenkiintoisia ominaisuuksia. Helium-2 pystyy virtaamaan helposti pienimpienkin reikien läpi. Näyttää siltä, että hänellä ei ole lainkaan viskositeettia. Aine nousee astian seinää pitkin, ikään kuin painovoima ei vaikuttaisi siihen. Lisäksi sen lämmönjohtavuus ylittää satoja kertoja kuparin lämmönjohtavuuden. Kapitsa päätti kutsua helium-2:ta supernesteeksi. Tarkastuksessa kuitenkin kävi ilmi, että sen viskositeetti ei ole nolla.
Tutkijat ovat ehdottaneet, että tällainen epätavallinen käyttäytyminen johtuu vaikutuksista, jotka eivät kuulu klassiseen fysiikkaan vaan kvanttiteoriaan. Nämä vaikutukset näkyvät vain matalissa lämpötiloissa. Yleensä ne tuntuvat kiinteissä aineissa, koska näissä olosuhteissa useimmat aineet jäätyvät. Helium on poikkeus. Tämä aine pysyy nestemäisenä absoluuttiseen nollaan asti, ellei sitä altisteta korkealle paineelle. Laszlo Tissa ehdotti vuonna 1938, että nestemäinen helium on itse asiassa kahden muodon seos: helium-2 (superneste) ja helium-1 (normaali neste). Kun lämpötila laskee lähes absoluuttiseen nollaan, entisestä tulee hallitseva komponentti. Tämä hypoteesi selittää eri viskositeettien esiintymisen eri olosuhteissa.
Kuinka Landau selitti superfluiditeetin ilmiön
Lev Landau, lyhyt elämäkertajoka kuvaa vain hänen tärkeimpiä saavutuksiaan, pystyi selittämään superfluiditeetin ilmiön käyttämällä täysin uutta matemaattista laitteistoa. Muut tutkijat luottivat kvanttimekaniikkaan, jota he käyttivät analysoidakseen yksittäisten atomien käyttäytymistä. Landau puolestaan käsitteli nesteen kvanttitiloja käytännössä samalla tavalla kuin jos se olisi kiinteä kappale. Hän oletti, että virityksessä tai liikkeessä on kaksi komponenttia. Ensimmäiset näistä ovat fononit, jotka kuvaavat äänia altojen normaalia suoraviivaista etenemistä matalilla energian ja liikemäärän arvoilla. Toinen on rotonit, jotka kuvaavat pyörimisliikettä. Jälkimmäinen on monimutkaisempi ilmentymä virityksistä, joita esiintyy korkeammilla energian ja liikemäärän arvoilla. Tiedemies totesi, että havaitut ilmiöt voidaan selittää rotonien ja fononien vaikutuksilla ja niiden vuorovaikutuksella.
Landau väitti, että nestemäistä heliumia voidaan pitää "normaalina" komponenttina, joka on upotettu supernesteiseen "taustaan". Kuinka voidaan selittää se tosiasia, että nestemäinen helium virtaa ulos kapean raon kautta? Tiedemies totesi, että tässä tapauksessa virtaa vain supernestekomponentti. Ja rotonit ja fononit törmäävät niitä piteleviin seiniin.
Landaun teorian merkitys
Landaun teorialla ja sen lisäparannuksilla oli erittäin tärkeä rooli tieteessä. He eivät vain selittäneet havaittuja ilmiöitä, vaan myös ennustivat joitain muita. Yksi esimerkki on kahden aallon eteneminen, joilla on erilaiset ominaisuudet ja joita kutsutaan ensimmäiseksi ja toiseksi ääneksi. Ensimmäinen ääni ontavallisia äänia altoja, kun taas toinen on lämpötila-a alto. Landaun luoman teorian ansiosta tiedemiehet onnistuivat edistymään merkittävästi suprajohtavuuden luonteen ymmärtämisessä.
Toinen maailmansota ja sodan jälkeiset vuodet
Lev Davidovich tutki toisen maailmansodan aikana räjähdyksiä ja palamista. Erityisesti hän oli kiinnostunut shokkiaalloista. Toukokuun 1945 jälkeen ja vuoteen 1962 asti tiedemies työskenteli erilaisissa tehtävissä. Erityisesti hän tutki heliumin harvinaista isotooppia, jonka atomimassa on 3 (yleensä sen massa on 4). Lev Davidovich ennusti uudenlaisen aallon etenemisen olemassaolon tälle isotoopille. "Zero sound" - näin Lev Davidovich Landau kutsui sitä. Hänen elämäkertaansa leimaa lisäksi osallistuminen atomipommin luomiseen Neuvostoliitossa.
Auto-onnettomuus, Nobel-palkinto ja viimeiset elämänvuodet
Hän joutui 53-vuotiaana auto-onnettomuuteen, jonka seurauksena hän loukkaantui vakavasti. Monet Neuvostoliiton, Ranskan, Kanadan ja Tšekkoslovakian lääkärit taistelivat tiedemiehen elämästä. Hän oli tajuttomana 6 viikkoa. Kolmen kuukauden ajan auto-onnettomuuden jälkeen Lev Landau ei edes tunnistanut sukulaisiaan. Nobel-palkinto myönnettiin hänelle vuonna 1962. Hän ei kuitenkaan terveydellisistä syistä voinut matkustaa Tukholmaan vastaanottamaan sitä. Alla olevassa valokuvassa näet L. Landau vaimonsa kanssa sairaalassa.
Palkinto myönnettiin tiedemiehelle Moskovassa. Sen jälkeen Lev Davidovich eli vielä 6 vuotta, mutta hän ei koskaan palannut tutkimukseen.savusumu. Lev Landau kuoli Moskovassa vammojensa komplikaatioihin.
Landaun perhe
Tietemies vuonna 1937 meni naimisiin elintarviketeollisuuden prosessiinsinöörin Concordia Drobantsevan kanssa. Tämä nainen oli kotoisin Harkovista. Hänen elämänsä ovat 1908-1984. Perheeseen syntyi poika, josta tuli myöhemmin kokeellinen fyysikko ja työskenteli fyysisten ongelmien instituutissa. Alla olevassa valokuvassa L. Landau poikansa kanssa.
Se on kaikki, mitä voi sanoa Lev Landaun k altaisesta tiedemiehestä. Hänen elämäkertansa sisältää tietysti vain perustiedot. Hänen luomat teoriat ovat varsin monimutkaisia valmistautumattomalle lukijalle. Siksi artikkelissa puhutaan vain lyhyesti siitä, mistä Lev Landau tuli tunnetuksi. Tämän tiedemiehen elämäkerta ja saavutukset ovat edelleen erittäin kiinnostuneita kaikkialla maailmassa.
