Lev Landau (életévek - 1908-1968) - a nagy szovjet fizikus, Baku szülötte. Nagyon sok érdekes kutatás és felfedezés birtokában van. Tudsz válaszolni arra a kérdésre, hogy miért kapta Lev Landau Nobel-díjat? Ebben a cikkben az eredményeiről és az életrajz főbb tényeiről fogunk beszélni.
Lev Landau származása
Sokáig lehet beszélni egy olyan tudósról, mint Lev Landau. E fizikus életévei, foglalkozása és eredményei - mindez biztosan érdekli az olvasókat. Kezdjük a legelejétől – a leendő tudós származásával.
Ljubov és David Landau családjában született. Apja ismert kőolajmérnök volt. Az olajmezőkön dolgozott. Ami az anyját illeti, szakmáját tekintve orvos volt. Ismeretes, hogy ez a nő fiziológiai kutatást végzett. Úgy tűnik, Lev Landau intelligens családból származott. A nővére egyébként vegyészmérnök lett.
Tanulmányi évek
Lev Davidovics középiskolába járt, amelyet 13 évesen kiválóan végzett. Szülei úgy érezték, hogy fiuk még mindig nagyonfiatal felsőoktatásra. Ezért úgy döntöttek, hogy egy évre a bakui gazdasági főiskolára küldik. Aztán 1922-ben felvették a bakui egyetemre. Itt Lev Landau kémiát és fizikát tanult. Két évvel később Lev Davidovics átigazolt a Leningrádi Egyetemre, a Fizikai Karra.
Első kutatási dolgozatok, posztgraduális iskola
Tizenkilenc évesen Landau már négy tudományos közlemény szerzője lett, amelyeket publikáltak. Az egyik ilyen munkában először alkalmazták az úgynevezett sűrűségmátrixot. Ezt a kifejezést ma széles körben használják. Leírja a kvantumenergia állapotokat. Landau 1927-ben végzett az egyetemen. Ezután belépett a posztgraduális iskolába, és a Leningrádi Fizikai és Technológiai Intézetet választotta. Ebben az oktatási intézményben a kvantumelektrodinamika és az elektron mágneses elméletével foglalkozott.
Üzleti út
1929 és 1931 között Lev Landau tudományos küldetést teljesített. E tudós életévei, foglalkozása és eredményei a külföldi kollégákkal való szoros együttműködéshez kapcsolódnak. Így üzleti útja során Svájcba, Németországba, Hollandiába, Angliába és Dániába látogatott. Ezekben az években ismerkedett meg és ismerkedett meg az akkor még csak kialakulóban lévő kvantummechanika megalapítóival. A tudósok között Landau találkozott Wolfgang Paulival, Werner Heisenberggel és Niels Bohr-ral. Utóbbihoz Lev Davidovich élete hátralévő részében megőrizte baráti érzéseit. Ez a tudós különösen erős befolyást gyakorolt Landaura.
Lev Davidovich, lemaradvahatárát, fontos vizsgálatokat végzett a szabad elektronokkal (mágneses tulajdonságaikkal). Emellett Peierlsszel együtt a relativisztikus kvantummechanikával kapcsolatos kutatásokat is végzett. Ezeknek a munkáknak köszönhetően Lev Landau-t, akinek foglalkozása érdekelte a külföldi kollégákat, az egyik vezető elméleti fizikusnak tartották. A tudós megtanulta, hogyan kell kezelni a rendkívül összetett elméleti rendszereket. Meg kell jegyezni, hogy később ez a készség nagyon hasznos volt számára, amikor Landau elkezdett kutatni az alacsony hőmérsékletű fizikával kapcsolatban.
Kharkivba költözés
Lev Davidovics 1931-ben visszatért Leningrádba. Hamarosan azonban úgy döntött, hogy Harkovba költözik, amely akkoriban Ukrajna fővárosa volt. Itt a tudós az Ukrán Fizikai és Technológiai Intézetben dolgozott, elméleti osztályának vezetője volt. Ugyanakkor Lev Davidovich a Harkovi Egyetem és a Harkovi Mérnöki és Gépészeti Intézet elméleti fizika tanszékének vezetője volt. 1934-ben a Szovjetunió Tudományos Akadémiája a fizikai és matematikai tudományok doktora címet adományozta neki. Ehhez Landau-nak nem is kellett értekezést védenie. A professzori címet a következő évben egy olyan tudós kapta, mint Lev Landau.
Foglalkozása a tudomány egyre több új területére terjedt ki. A harkovi Landau olyan témákban publikált műveket, mint a hangszórás, a csillagenergia eredete, a fényszórás, az ütközések során fellépő energiaátadás, a szupravezetés, a különféle anyagok mágneses tulajdonságai stb. Ennek köszönhetően szokatlanul sokoldalú teoretikusként vált ismertté tudományosérdekek.
Landau munkásságának megkülönböztető jegye
Később, amikor megjelent a plazmafizika, Landau elektromosan kölcsönhatásba lépő részecskékkel kapcsolatos munkája nagyon hasznosnak bizonyult. A termodinamika néhány fogalmát kölcsönözve a tudós számos innovatív ötletet fogalmazott meg az alacsony hőmérsékletű rendszerekkel kapcsolatban. Meg kell mondanunk, hogy Landau összes munkáját egy fontos vonás jellemzi - a matematikai apparátus virtuóz használata az összetett problémák megoldásának keresésében. Lev Landau jelentős mértékben hozzájárult a kvantumelmélethez, valamint az elemi részecskék kölcsönhatásának és természetének tanulmányozásához.
Lev Landau Iskola
Kutatásainak köre valóban széles. Lefedik az elméleti fizika szinte minden fő területét. Érdeklődési körének köszönhetően a tudós sok tehetséges fiatal tudóst és tehetséges diákot vonzott Harkovba. Köztük volt Jevgenyij Mihajlovics Lifshits is, aki Lev Davidovics munkatársa és legközelebbi barátja lett. Az iskola, amely Lev Landau körül nőtt fel, Harkovot a Szovjetunió egyik vezető elméleti fizika központjává tette.
A tudós meg volt győződve arról, hogy egy elméleti fizikusnak alaposan ismernie kell a tudomány minden területét. Ebből a célból Lev Davidovich nagyon szigorú képzési programot dolgozott ki. Ezt a programot "elméleti minimumnak" nevezte. Az általa vezetett workshopon részt venni kívánt jelentkezőknek nagyon magas követelményeknek kellett megfelelniük. Elég azt mondani, hogy 30 éve, a sok ellenérekívánság szerint csak 40-en vizsgáztak az "elméletből". Akinek azonban sikerült, Lev Davidovich nagylelkűen szentelte figyelmét és idejét. Emellett teljes választási szabadságot kaptak a kutatási téma kiválasztásánál.
Elméleti fizika kurzus létrehozása
Landau Lev Davidovich baráti kapcsolatokat ápolt munkatársaival és diákjaival. Szeretettel hívták a tudóst Dau-nak. 1935-ben, hogy segítse őket, Lev Davidovich részletes elméleti fizika kurzust készített. Landau E. M. Lifshitzzel közösen adta ki, és tankönyvek sorozata volt. Tartalmukat a szerzők frissítették és felülvizsgálták a következő 20 év során. Ezek a könyvek óriási népszerűségre tettek szert. A világ számos nyelvére lefordították. Jelenleg ezek a tankönyvek joggal tekinthetők klasszikusoknak. 1962-ben Landau és Lifshitz Lenin-díjat kapott a tanfolyam létrehozásáért.
Együttműködés Kapitzával
Lev Davidovich 1937-ben eleget tett Peter Kapitza meghívásának (fotója alább látható), és az akkor újonnan létrehozott Moszkvai Fizikai Problémák Intézetének elméleti fizika tanszékének vezetője lett. A következő évben azonban a tudóst letartóztatták. A hamis vád az volt, hogy Németország javára kémkedett. Lev Landau csak a Kremlhez személyesen jelentkező Kapitsa közbenjárásának köszönhetően szabadult.
Amikor Landau Harkovból Moszkvába költözött, Kapitsa éppen folyékony héliummal kísérletezett. Ha a hőmérséklet 4,2 K alá esik (abszolúta hőmérsékletet Kelvin-fokban mérik, és -273, 18 °C-tól, azaz abszolút nullától mérik), a hélium gáznemű folyadékká válik. Ebben az állapotban hélium-1-nek hívják. Ha a hőmérsékletet 2,17 K-re csökkentjük, az egy hélium-2 nevű folyadékba kerül. Van néhány nagyon érdekes tulajdonsága. A hélium-2 könnyedén képes átfolyni a legkisebb lyukakon is. Úgy tűnik, mintha egyáltalán nem lenne viszkozitása. Az anyag felemelkedik az edény falán, mintha a gravitáció nem hatna rá. Ráadásul hővezető képessége százszorosan meghaladja a réz hővezető képességét. Kapitsa úgy döntött, hogy a hélium-2-t szuperfolyékony folyadéknak nevezi. A vizsgálat során azonban kiderült, hogy a viszkozitása nem nulla.
A tudósok szerint az ilyen szokatlan viselkedés olyan hatásoknak köszönhető, amelyek nem a klasszikus fizikához, hanem a kvantumelmélethez tartoznak. Ezek a hatások csak alacsony hőmérsékleten jelentkeznek. Általában szilárd anyagokban érzik magukat, mivel ilyen körülmények között a legtöbb anyag megfagy. A hélium kivétel. Ez az anyag egészen az abszolút nulláig folyékony marad, hacsak nincs kitéve nagy nyomásnak. Tissa László 1938-ban azt javasolta, hogy a folyékony hélium valójában két forma keveréke: a hélium-2 (szuperfolyékony folyadék) és a hélium-1 (normál folyadék). Amikor a hőmérséklet majdnem abszolút nullára csökken, az előbbi lesz a domináns komponens. Ez a hipotézis megmagyarázza a különböző viszkozitások megjelenését különböző körülmények között.
Hogyan magyarázta Landau a szuperfolyékonyság jelenségét
Lev Landau, rövid életrajzamely csak fő eredményeit írja le, képes volt megmagyarázni a szuperfolyékonyság jelenségét egy teljesen új matematikai apparátus segítségével. Más tudósok a kvantummechanikára támaszkodtak, amelyet az egyes atomok viselkedésének elemzésére használtak. Landau ezzel szemben a folyadék kvantumállapotait gyakorlatilag ugyanúgy vette figyelembe, mintha szilárd test lenne. Feltételezte, hogy a gerjesztésnek vagy a mozgásnak két összetevője van. Ezek közül az első a fononok, amelyek a hanghullámok normál egyenes vonalú terjedését írják le alacsony energia- és impulzusértékeken. A második a rotonok, amelyek a forgó mozgást írják le. Ez utóbbi a gerjesztés összetettebb megnyilvánulása, amely magasabb energia- és lendületértékeknél fordul elő. A tudós megjegyezte, hogy a megfigyelt jelenségek a rotonok és a fononok hozzájárulásával, valamint ezek kölcsönhatásával magyarázhatók.
Landau azzal érvelt, hogy a folyékony hélium „normál” komponensnek tekinthető, amely egy szuperfolyékony „háttérbe” merül. Mivel magyarázható az a tény, hogy a folyékony hélium egy szűk résen áramlik ki? A tudós megjegyezte, hogy ebben az esetben csak a szuperfolyékony komponens áramlik. És a rotonok és fononok ütköznek az őket tartó falakkal.
Landau elméletének jelentése
Landau elmélete, valamint annak további fejlesztései nagyon fontos szerepet játszottak a tudományban. Nemcsak a megfigyelt jelenségeket magyarázták meg, hanem másokat is megjósoltak. Az egyik példa két különböző tulajdonságú hullám terjedése, amelyeket első és második hangnak neveznek. Az első hang azközönséges hanghullámok, míg a második egy hőmérsékleti hullám. A Landau által megalkotott elméletnek köszönhetően a tudósok jelentős előrelépést tudtak elérni a szupravezetés természetének megértésében.
A második világháború és a háború utáni évek
Lev Davidovich a második világháború alatt a robbanások és az égés tanulmányozásával foglalkozott. Különösen a lökéshullámok érdekelték. 1945 májusa után és 1962-ig a tudós különféle feladatokon dolgozott. Különösen a hélium ritka izotópját vizsgálta, amelynek atomtömege 3 (tömeg általában 4). Lev Davidovich megjósolta ennek az izotópnak egy új típusú hullámterjedés létezését. "Nulla hang" - így nevezte Lev Davidovich Landau. Életrajzát emellett a Szovjetunióbeli atombomba létrehozásában való részvétel is fémjelzi.
Autóbaleset, Nobel-díj és élet utolsó évei
53 évesen autóbalesetet szenvedett, aminek következtében súlyosan megsérült. Sok orvos a Szovjetunióból, Franciaországból, Kanadából, Csehszlovákiából harcolt egy tudós életéért. 6 hétig volt eszméletlen. Az autóbaleset után három hónapig Lev Landau még a rokonait sem ismerte fel. A Nobel-díjat 1962-ben ítélték oda. Egészségi okok miatt azonban nem utazhatott el Stockholmba, hogy átvegye. Az alábbi képen L. Landau látható a feleségével a kórházban.
A díjat egy tudósnak adták át Moszkvában. Ezt követően Lev Davidovich még 6 évig élt, de soha nem tért vissza a kutatáshoz.szmog. Lev Landau Moszkvában h alt meg sérülései komplikációi következtében.
Landau család
A tudós 1937-ben feleségül vette Concordia Drobantsevát, az élelmiszeripari folyamatmérnököt. Ez a nő Harkovból származott. Életének évei 1908-1984. A családban fia született, aki később kísérleti fizikus lett, és a Fizikai Probléma Intézetben dolgozott. Az alábbi képen L. Landau látható a fiával.
Ennyit lehet mondani egy olyan tudósról, mint Lev Landau. Életrajza természetesen csak az alapvető tényeket tartalmazza. Az általa alkotott elméletek meglehetősen összetettek a felkészületlen olvasó számára. Ezért a cikk csak röviden szól arról, miről lett híres Lev Landau. Ennek a tudósnak az életrajza és eredményei továbbra is nagy érdeklődésre tartanak számot szerte a világon.
