Lev Landau (leta življenja - 1908-1968) - veliki sovjetski fizik, po rodu iz Bakuja. Ima veliko zanimivih raziskav in odkritij. Ali lahko odgovorite na vprašanje, zakaj je Lev Landau prejel Nobelovo nagrado? V tem članku bomo govorili o njegovih dosežkih in glavnih dejstvih iz biografije.
Izvor Leva Landaua
O takem znanstveniku, kot je Lev Landau, lahko dolgo govorite. Leta življenja, poklic in dosežki tega fizika - vse to bo zagotovo zanimalo bralce. Začnimo od samega začetka - z izvorom bodočega znanstvenika.
Rojen je bil v družini Lyubov in Davida Landaua. Njegov oče je bil znan naftni inženir. Delal je na naftnih poljih. Kar zadeva njeno mamo, je bila po poklicu zdravnica. Znano je, da je ta ženska izvajala fiziološke raziskave. Očitno je Lev Landau izhajal iz inteligentne družine. Mimogrede, njegova starejša sestra je postala kemijska inženirka.
Leta študija
Lev Davidovič je šel v srednjo šolo, ki jo je briljantno končal pri 13 letih. Njegovi starši so menili, da je njihov sin še vedno zelomladi za visokošolsko izobrazbo. Zato so se odločili, da ga za eno leto pošljejo na ekonomsko fakulteto v Bakuju. Nato je bil leta 1922 sprejet na univerzo v Bakuju. Tu je Lev Landau študiral kemijo in fiziko. Dve leti pozneje se je Lev Davidovič preselil na univerzo v Leningradu, na Fakulteto za fiziko.
Prvi raziskovalni prispevki, podiplomska šola
Pri devetnajstih letih je Landau že postal avtor štirih objavljenih znanstvenih člankov. V enem od teh del je bila prvič uporabljena tako imenovana matrika gostote. Ta izraz se danes pogosto uporablja. Opisuje kvantna energijska stanja. Landau je diplomiral na univerzi leta 1927. Nato je vstopil v podiplomsko šolo in izbral Leningradski inštitut za fiziko in tehnologijo. V tej izobraževalni ustanovi se je ukvarjal s kvantno elektrodinamiko in magnetno teorijo elektrona.
poslovno potovanje
V obdobju od 1929 do 1931 je bil Lev Landau na znanstveni misiji. Leta življenja, poklica in dosežkov tega znanstvenika so povezana s tesnim sodelovanjem s tujimi kolegi. Tako je med službenim potovanjem obiskal Švico, Nemčijo, Nizozemsko, Anglijo in Dansko. V teh letih se je srečal in seznanil z utemeljitelji kvantne mehanike, ki je takrat šele nastajala. Med znanstveniki, ki jih je Landau srečal, so bili Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg in Niels Bohr. Do slednjega je Lev Davidovič ohranil prijateljska čustva do konca življenja. Ta znanstvenik je imel še posebej močan vpliv na Landauja.
Lev Davidovič, zadajmeje, izvedli pomembne študije prostih elektronov (njihovih magnetnih lastnosti). Poleg tega je skupaj s Peierlsom izvajal tudi raziskave relativistične kvantne mehanike. Zahvaljujoč tem delom je Lev Landau, katerega poklic je zanimal tuje kolege, začel veljati za enega vodilnih teoretičnih fizikov. Znanstvenik se je naučil ravnati z zelo zapletenimi teoretičnimi sistemi. Treba je omeniti, da mu je pozneje ta veščina zelo koristila, ko je Landau začel izvajati raziskave fizike nizkih temperatur.
Selitev v Harkov
Lev Davidovič se je leta 1931 vrnil v Leningrad. Vendar se je kmalu odločil, da se preseli v Harkov, ki je bil takrat glavno mesto Ukrajine. Tu je znanstvenik delal na ukrajinskem inštitutu za fiziko in tehnologijo, bil je vodja njegovega teoretičnega oddelka. Hkrati je bil Lev Davidovič vodja oddelkov za teoretično fiziko na univerzi v Harkovu in na Harkovskem inženirskem in strojnem inštitutu. Leta 1934 mu je Akademija znanosti ZSSR podelila naziv doktorja fizikalnih in matematičnih znanosti. Za to Landau niti ni bilo treba zagovarjati disertacije. Naziv profesorja je bil naslednje leto podeljen znanstveniku, kot je bil Lev Landau.
Njegov poklic je pokrival vedno več novih področij znanosti. Landau v Harkovu je objavil dela o temah, kot so razpršitev zvoka, izvor zvezdne energije, sipanje svetlobe, prenos energije med trki, superprevodnost, magnetne lastnosti različnih materialov itd. Zahvaljujoč temu je postal znan kot teoretik z nenavadno vsestranskim znanstvenizanimanja.
Posebna značilnost Landaujevega dela
Kasneje, ko se je pojavila fizika plazme, se je Landaujevo delo o električni interakciji delcev izkazalo za zelo koristno. Z izposojo nekaterih konceptov iz termodinamike je znanstvenik izrazil številne inovativne ideje glede nizkotemperaturnih sistemov. Povedati je treba, da je za vsa Landaujeva dela značilna ena pomembna lastnost - virtuozna uporaba matematičnega aparata pri iskanju rešitev kompleksnih problemov. Lev Landau je pomembno prispeval k kvantni teoriji, pa tudi k preučevanju interakcije in narave osnovnih delcev.
Lev Landau School
Obseg njegovih raziskav je resnično širok. Pokrivajo skoraj vsa glavna področja teoretične fizike. Zahvaljujoč tako širini svojih interesov je znanstvenik v Harkov privabil veliko nadarjenih mladih znanstvenikov in nadarjenih študentov. Med njimi je bil Evgenij Mihajlovič Lifšic, ki je postal sodelavec Leva Davidoviča in njegov najbližji prijatelj. Šola, ki je zrasla okoli Leva Landaua, je Harkov spremenila v enega vodilnih središč teoretične fizike v ZSSR.
Znanstvenik je bil prepričan, da mora biti teoretični fizik temeljito seznanjen z vsemi področji te znanosti. V ta namen je Lev Davidovič razvil zelo strog program usposabljanja. Ta program je poimenoval "teoretični minimum". Kandidati, ki so želeli sodelovati v delavnici, ki jo je vodil, so morali izpolnjevati zelo visoke standarde. Dovolj je reči, da že 30 let, kljub številnimželjo, je izpite na »teorimumu« opravilo le 40 ljudi. Toda tistim, ki jim je uspelo, je Lev Davidovič velikodušno posvetil svojo pozornost in čas. Poleg tega so imeli popolno svobodo izbire pri izbiri raziskovalne teme.
Ustvarjanje tečaja teoretične fizike
Landau Lev Davidovič je ohranjal prijateljske odnose s svojim osebjem in študenti. Znanstvenika so ljubkovalno imenovali Dau. V pomoč jim je leta 1935 Lev Davidovič ustvaril podroben tečaj teoretične fizike. Izdal jo je Landau skupaj z E. M. Lifshitz in je bila serija učbenikov. Njihovo vsebino so avtorji posodabljali in revidirali v naslednjih 20 letih. Te knjige so pridobile izjemno priljubljenost. Prevedeni so bili v številne jezike sveta. Trenutno se ti učbeniki upravičeno štejejo za klasike. Leta 1962 sta Landau in Lifshitz prejela Leninovo nagrado za ustvarjanje tega tečaja.
Delo s Kapitzo
Lev Davidovič se je leta 1937 odzval na povabilo Petra Kapitze (njegova fotografija je predstavljena spodaj) in postal vodja oddelka za teoretično fiziko na takrat na novo ustanovljenem Moskovskem inštitutu za fizične probleme. Toda naslednje leto je bil znanstvenik aretiran. Lažna obtožba je bila, da je vohunil za Nemčijo. Le zahvaljujoč posredovanju Kapitsa, ki se je osebno zaprosil za Kremelj, je bil Lev Landau izpuščen.
Ko se je Landau preselil iz Harkova v Moskvo, je Kapitsa samo eksperimentiral s tekočim helijem. Če temperatura pade pod 4,2 K (absolutnotemperatura se meri v stopinjah Kelvina in se meri od -273, 18 ° C, torej od absolutne ničle), plinasti helij postane tekoč. V tem stanju se imenuje helij-1. Če temperaturo znižate na 2,17 K, preide v tekočino, imenovano helij-2. Ima nekaj zelo zanimivih lastnosti. Helij-2 z lahkoto teče skozi najmanjše luknje. Zdi se, kot da sploh nima viskoznosti. Snov se dvigne po steni posode, kot da nanjo ne deluje gravitacija. Poleg tega njegova toplotna prevodnost več stokrat presega toplotno prevodnost bakra. Kapitsa se je odločil, da helij-2 imenuje super tekoča tekočina. Vendar se je ob pregledu izkazalo, da njegova viskoznost ni nič.
Znanstveniki domnevajo, da je tako nenavadno vedenje posledica učinkov, ki ne pripadajo klasični fiziki, temveč kvantni teoriji. Ti učinki se pojavijo le pri nizkih temperaturah. Običajno se čutijo v trdnih snoveh, saj v teh pogojih večina snovi zamrzne. Helij je izjema. Ta snov ostane tekoča do absolutne ničle, razen če je izpostavljena visokemu tlaku. Laszlo Tissa je leta 1938 predlagal, da je tekoči helij pravzaprav mešanica dveh oblik: helija-2 (superfluidna tekočina) in helija-1 (normalna tekočina). Ko temperatura pade na skoraj absolutno nič, prva postane prevladujoča komponenta. Ta hipoteza pojasnjuje pojav različnih viskoznosti pod različnimi pogoji.
Kako je Landau razložil fenomen superfluidnosti
Lev Landau, kratka biografijaki opisuje le njegove glavne dosežke, je lahko s povsem novim matematičnim aparatom razložil fenomen superfluidnosti. Drugi znanstveniki so se zanašali na kvantno mehaniko, s katero so analizirali obnašanje posameznih atomov. Landau pa je kvantna stanja tekočine obravnaval praktično na enak način, kot če bi bilo trdno telo. Domneval je, da obstajata dve komponenti vzbujanja ali gibanja. Prvi med njimi so fononi, ki opisujejo normalno pravokotno širjenje zvočnih valov pri nizkih vrednostih energije in zagona. Drugi so rotoni, ki opisujejo rotacijsko gibanje. Slednje je bolj zapletena manifestacija vzbujanja, ki se pojavi pri višjih vrednostih energije in zagona. Znanstvenik je opozoril, da je opažene pojave mogoče razložiti s prispevki rotonov in fononov ter njihovo interakcijo.
Landau je trdil, da se tekoči helij lahko obravnava kot "normalna" komponenta, ki je potopljena v superfluidno "ozadje". Kako lahko razložimo dejstvo, da tekoči helij izteka skozi ozko režo? Znanstvenik je ugotovil, da v tem primeru teče le superfluidna komponenta. In rotoni in fononi trčijo v stene, ki jih držijo.
Pomen Landaujeve teorije
Landaujeva teorija, kot tudi njene nadaljnje izboljšave, so imele zelo pomembno vlogo v znanosti. Niso le pojasnili opaženih pojavov, ampak so napovedali tudi nekatere druge. En primer je širjenje dveh valov, ki imata različne lastnosti in se imenujeta prvi in drugi zvok. Prvi zvok jenavadni zvočni valovi, drugi pa je temperaturni val. Zahvaljujoč teoriji, ki jo je ustvaril Landau, so znanstveniki lahko znatno napredovali pri razumevanju narave superprevodnosti.
druga svetovna vojna in povojna leta
Lev Davidovič se je med drugo svetovno vojno ukvarjal s preučevanjem eksplozij in izgorevanja. Predvsem so ga zanimali udarni valovi. Po maju 1945 in do leta 1962 je znanstvenik delal na različnih nalogah. Zlasti je raziskoval redek izotop helija, ki ima atomsko maso 3 (običajno je njegova masa 4). Lev Davidovič je napovedal obstoj nove vrste širjenja valov za ta izotop. "Nič zvoka" - tako ga je imenoval Lev Davidovič Landau. Njegovo biografijo zaznamuje tudi sodelovanje pri ustvarjanju atomske bombe v ZSSR.
Prometna nesreča, Nobelova nagrada in zadnja leta življenja
Pri 53 letih je bil v prometni nesreči, v kateri se je huje poškodoval. Za življenje znanstvenika so se borili številni zdravniki iz ZSSR, Francije, Kanade, Češkoslovaške. Bil je nezavesten 6 tednov. Lev Landau tri mesece po prometni nesreči sploh ni prepoznal svojih sorodnikov. Nobelovo nagrado so mu podelili leta 1962. Vendar zaradi zdravstvenih razlogov ni mogel odpotovati v Stockholm, da bi ga prejel. Na spodnji fotografiji lahko vidite L. Landaua z ženo v bolnišnici.
Nagrada je bila podeljena znanstveniku v Moskvi. Po tem je Lev Davidovič živel še 6 let, vendar se ni več vrnil k raziskavam.smog. Lev Landau je umrl v Moskvi zaradi zapletov zaradi poškodb.
družina Landau
Znanstvenik se je leta 1937 poročil s Concordijo Drobantsevo, procesno inženirko v živilski industriji. Ta ženska je bila iz Harkova. Leta njenega življenja so 1908-1984. V družini se je rodil sin, ki je kasneje postal eksperimentalni fizik in delal na Inštitutu za fizikalne probleme. Na spodnji fotografiji je L. Landau s sinom.
To je vse, kar lahko rečemo o znanstveniku, kot je Lev Landau. Njegova biografija seveda vključuje le osnovna dejstva. Teorije, ki jih je ustvaril, so za nepripravljenega bralca precej zapletene. Zato članek le na kratko govori o tem, po čem je zaslovel Lev Landau. Biografija in dosežki tega znanstvenika so še vedno zelo zanimivi po vsem svetu.
