Lev Landau (χρόνια ζωής - 1908-1968) - ο μεγάλος Σοβιετικός φυσικός, με καταγωγή από το Μπακού. Κατέχει πολλές ενδιαφέρουσες έρευνες και ανακαλύψεις. Μπορείτε να απαντήσετε στην ερώτηση, γιατί ο Lev Landau έλαβε το βραβείο Νόμπελ; Σε αυτό το άρθρο, θα μιλήσουμε για τα επιτεύγματά του και τα κύρια γεγονότα της βιογραφίας.
Origin of Lev Landau
Μπορείτε να μιλάτε για πολύ καιρό για έναν τέτοιο επιστήμονα όπως ο Lev Landau. Χρόνια ζωής, ασχολία και επιτεύγματα αυτού του φυσικού - όλα αυτά σίγουρα θα ενδιαφέρουν τους αναγνώστες. Ας ξεκινήσουμε από την αρχή - με την καταγωγή του μελλοντικού επιστήμονα.
Γεννήθηκε στην οικογένεια των Lyubov και David Landau. Ο πατέρας του ήταν γνωστός μηχανικός πετρελαιοειδών. Εργάστηκε στα κοιτάσματα πετρελαίου. Όσο για τη μητέρα της, ήταν γιατρός στο επάγγελμα. Είναι γνωστό ότι αυτή η γυναίκα πραγματοποίησε φυσιολογική έρευνα. Προφανώς, ο Λεβ Λαντάου καταγόταν από έξυπνη οικογένεια. Η μεγαλύτερη αδερφή του, παρεμπιπτόντως, έγινε χημικός μηχανικός.
Έτη σπουδών
Ο Λεβ Νταβίντοβιτς πήγε στο γυμνάσιο, το οποίο αποφοίτησε άψογα σε ηλικία 13 ετών. Οι γονείς του ένιωθαν ότι ο γιος τους ήταν ακόμα πολύνέοι για την τριτοβάθμια εκπαίδευση. Ως εκ τούτου, αποφάσισαν να τον στείλουν στο Οικονομικό Κολλέγιο του Μπακού για ένα χρόνο. Στη συνέχεια, το 1922, έγινε δεκτός στο Πανεπιστήμιο του Μπακού. Εδώ ο Λεβ Λαντάου σπούδασε χημεία και φυσική. Δύο χρόνια αργότερα, ο Lev Davidovich μεταγράφηκε στο Πανεπιστήμιο του Λένινγκραντ, στη Σχολή Φυσικής.
Πρώτες ερευνητικές εργασίες, μεταπτυχιακό
Σε ηλικία δεκαεννέα ετών, ο Landau είχε ήδη γίνει ο συγγραφέας τεσσάρων επιστημονικών εργασιών που είχαν δημοσιευτεί. Σε ένα από αυτά τα έργα χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά η λεγόμενη μήτρα πυκνότητας. Αυτός ο όρος χρησιμοποιείται ευρέως σήμερα. Περιγράφει καταστάσεις κβαντικής ενέργειας. Ο Λαντάου αποφοίτησε από το πανεπιστήμιο το 1927. Στη συνέχεια μπήκε στο μεταπτυχιακό, επιλέγοντας το Ινστιτούτο Φυσικής και Τεχνολογίας του Λένινγκραντ. Σε αυτό το εκπαιδευτικό ίδρυμα, εργάστηκε στην κβαντική ηλεκτροδυναμική και τη μαγνητική θεωρία του ηλεκτρονίου.
Επαγγελματικό ταξίδι
Στην περίοδο από το 1929 έως το 1931, ο Λεβ Λαντάου ήταν σε επιστημονική αποστολή. Τα χρόνια ζωής, η ενασχόληση και τα επιτεύγματα αυτού του επιστήμονα συνδέονται με τη στενή συνεργασία με ξένους συναδέλφους. Έτσι, σε ένα επαγγελματικό του ταξίδι, επισκέφτηκε την Ελβετία, τη Γερμανία, την Ολλανδία, την Αγγλία και τη Δανία. Μέσα σε αυτά τα χρόνια, γνώρισε και γνώρισε τους ιδρυτές της κβαντικής μηχανικής, που τότε μόλις αναδυόταν. Μεταξύ των επιστημόνων που συνάντησε ο Landau ήταν ο Wolfgang Pauli, ο Werner Heisenberg και ο Niels Bohr. Για τον τελευταίο, ο Lev Davidovich διατήρησε φιλικά συναισθήματα για το υπόλοιπο της ζωής του. Αυτός ο επιστήμονας είχε μια ιδιαίτερα ισχυρή επιρροή στο Λαντάου.
Ο Λεβ Νταβίντοβιτς μένει πίσωόριο, πραγματοποίησε σημαντικές μελέτες των ελεύθερων ηλεκτρονίων (τις μαγνητικές τους ιδιότητες). Επιπλέον, μαζί με τον Peierls, διεξήγαγε επίσης έρευνα σχετικά με τη σχετικιστική κβαντική μηχανική. Χάρη σε αυτά τα έργα, ο Lev Landau, του οποίου το επάγγελμα ενδιέφερε ξένους συναδέλφους, άρχισε να θεωρείται ένας από τους κορυφαίους θεωρητικούς φυσικούς. Ο επιστήμονας έμαθε πώς να χειρίζεται εξαιρετικά πολύπλοκα θεωρητικά συστήματα. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι αργότερα αυτή η δεξιότητα του ήταν πολύ χρήσιμη όταν ο Landau άρχισε να διεξάγει έρευνα για τη φυσική χαμηλής θερμοκρασίας.
Μετακίνηση στο Χάρκοβο
Ο Λεβ Νταβίντοβιτς επέστρεψε στο Λένινγκραντ το 1931. Ωστόσο, σύντομα αποφάσισε να μετακομίσει στο Χάρκοβο, το οποίο εκείνη την εποχή ήταν η πρωτεύουσα της Ουκρανίας. Εδώ ο επιστήμονας εργάστηκε στο Ουκρανικό Ινστιτούτο Φυσικής και Τεχνολογίας, ήταν επικεφαλής του θεωρητικού του τμήματος. Ταυτόχρονα, ο Λεβ Νταβίντοβιτς ήταν επικεφαλής των τμημάτων θεωρητικής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Χάρκοβο και του Μηχανικού και Μηχανολογικού Ινστιτούτου του Χάρκοβο. Το 1934, η Ακαδημία Επιστημών της ΕΣΣΔ του απένειμε το πτυχίο του Διδάκτωρ Φυσικομαθηματικών Επιστημών. Για αυτό, ο Landau δεν χρειάστηκε καν να υπερασπιστεί μια διατριβή. Ο τίτλος του καθηγητή απονεμήθηκε το επόμενο έτος σε έναν επιστήμονα όπως ο Lev Landau.
Η ενασχόλησή του κάλυπτε όλο και περισσότερους νέους τομείς της επιστήμης. Ο Landau στο Kharkov δημοσίευσε έργα σχετικά με θέματα όπως η διασπορά του ήχου, η προέλευση της αστρικής ενέργειας, η σκέδαση φωτός, η μεταφορά ενέργειας που συμβαίνει κατά τη διάρκεια συγκρούσεων, η υπεραγωγιμότητα, οι μαγνητικές ιδιότητες διαφόρων υλικών κ.λπ. Χάρη σε αυτό, έγινε γνωστός ως θεωρητικός με ασυνήθιστα ευέλικτο επιστημονικόςενδιαφέροντα.
Ένα ξεχωριστό χαρακτηριστικό του έργου του Landau
Αργότερα, όταν εμφανίστηκε η φυσική του πλάσματος, η εργασία του Landau για τα σωματίδια που αλληλεπιδρούν ηλεκτρικά αποδείχθηκε πολύ χρήσιμη. Δανειζόμενος κάποιες έννοιες από τη θερμοδυναμική, ο επιστήμονας εξέφρασε μια σειρά από καινοτόμες ιδέες σχετικά με συστήματα χαμηλής θερμοκρασίας. Πρέπει να ειπωθεί ότι όλα τα έργα του Landau χαρακτηρίζονται από ένα σημαντικό χαρακτηριστικό - τη δεξιοτεχνική χρήση της μαθηματικής συσκευής στην αναζήτηση λύσεων σε πολύπλοκα προβλήματα. Ο Λεβ Λαντάου συνέβαλε σημαντικά στην κβαντική θεωρία, καθώς και στη μελέτη της αλληλεπίδρασης και της φύσης των στοιχειωδών σωματιδίων.
Λεβ Λαντάου Σχολείο
Το φάσμα της έρευνάς του είναι πραγματικά ευρύ. Καλύπτουν σχεδόν όλους τους κύριους τομείς της θεωρητικής φυσικής. Χάρη σε ένα τέτοιο εύρος των ενδιαφερόντων του, ο επιστήμονας προσέλκυσε πολλούς ταλαντούχους νέους επιστήμονες και χάρισε μαθητές στο Χάρκοβο. Ανάμεσά τους ήταν και ο Evgeny Mikhailovich Lifshits, ο οποίος έγινε ο συνεργάτης του Lev Davidovich και ο πιο στενός του φίλος. Το σχολείο που μεγάλωσε γύρω από τον Lev Landau μετέτρεψε το Kharkov σε ένα από τα κορυφαία κέντρα θεωρητικής φυσικής στην ΕΣΣΔ.
Ο επιστήμονας ήταν πεπεισμένος ότι ένας θεωρητικός φυσικός πρέπει να γνωρίζει καλά όλους τους τομείς αυτής της επιστήμης. Για το σκοπό αυτό, ο Lev Davidovich ανέπτυξε ένα πολύ αυστηρό πρόγραμμα εκπαίδευσης. Ονόμασε αυτό το πρόγραμμα «θεωρητικό ελάχιστο». Οι υποψήφιοι που ήθελαν να συμμετάσχουν στο εργαστήριο που οδήγησε έπρεπε να πληρούν πολύ υψηλά πρότυπα. Αρκεί να πω ότι για 30 χρόνια, παρά τα πολλάευχόμενοι, μόνο 40 άτομα πέρασαν τις εξετάσεις στο «θεωρητικό». Ωστόσο, όσοι πέτυχαν, ο Lev Davidovich αφιέρωσε γενναιόδωρα την προσοχή και τον χρόνο του. Επιπλέον, τους δόθηκε απόλυτη ελευθερία επιλογής κατά την επιλογή ενός θέματος έρευνας.
Δημιουργία μαθήματος θεωρητικής φυσικής
Landau Lev Davidovich διατηρούσε φιλικές σχέσεις με το προσωπικό και τους μαθητές του. Αποκαλούσαν με στοργή τον επιστήμονα Ντάου. Για να τους βοηθήσει το 1935, ο Lev Davidovich δημιούργησε ένα λεπτομερές μάθημα στη θεωρητική φυσική. Εκδόθηκε από τον Landau από κοινού με τον E. M. Lifshitz και ήταν μια σειρά από σχολικά βιβλία. Το περιεχόμενό τους ενημερώθηκε και αναθεωρήθηκε από τους συγγραφείς τα επόμενα 20 χρόνια. Αυτά τα βιβλία έχουν κερδίσει τεράστια δημοτικότητα. Έχουν μεταφραστεί σε πολλές γλώσσες του κόσμου. Επί του παρόντος, αυτά τα εγχειρίδια θεωρούνται δικαίως κλασικά. Το 1962, ο Landau και ο Lifshitz έλαβαν το Βραβείο Λένιν για τη δημιουργία αυτού του μαθήματος.
Δουλεύοντας με την Kapitza
Ο Lev Davidovich το 1937 ανταποκρίθηκε στην πρόσκληση του Peter Kapitza (η φωτογραφία του παρουσιάζεται παρακάτω) και έγινε επικεφαλής του τμήματος θεωρητικής φυσικής στο Ινστιτούτο Φυσικών Προβλημάτων της Μόσχας, που δημιουργήθηκε πρόσφατα. Ωστόσο, τον επόμενο χρόνο ο επιστήμονας συνελήφθη. Η ψευδής κατηγορία ήταν ότι κατασκόπευε υπέρ της Γερμανίας. Μόνο χάρη στην παρέμβαση του Καπίτσα, ο οποίος προσέφυγε προσωπικά στο Κρεμλίνο, ο Λεβ Λαντάου αφέθηκε ελεύθερος.
Όταν ο Λαντάου μετακόμισε από το Χάρκοβο στη Μόσχα, ο Καπίτσα απλώς πειραματιζόταν με υγρό ήλιο. Εάν η θερμοκρασία πέσει κάτω από 4,2 K (απόλυτοΗ θερμοκρασία μετριέται σε βαθμούς Kelvin και μετριέται από -273, 18 ° C, δηλαδή από το απόλυτο μηδέν), το αέριο ήλιο γίνεται υγρό. Σε αυτή την κατάσταση, ονομάζεται ήλιο-1. Εάν χαμηλώσετε τη θερμοκρασία στους 2,17 Κ, μεταφέρεται σε ένα υγρό που ονομάζεται ήλιο-2. Έχει μερικές πολύ ενδιαφέρουσες ιδιότητες. Το Ήλιο-2 είναι σε θέση να ρέει μέσα από τις μικρότερες τρύπες με ευκολία. Φαίνεται σαν να μην έχει καθόλου ιξώδες. Η ουσία ανεβαίνει στο τοίχωμα του αγγείου, σαν να μην επενεργεί πάνω του η βαρύτητα. Επιπλέον, η θερμική του αγωγιμότητα υπερβαίνει εκατοντάδες φορές τη θερμική αγωγιμότητα του χαλκού. Ο Καπίτσα αποφάσισε να ονομάσει το ήλιο-2 υπερρευστό υγρό. Ωστόσο, κατά την επιθεώρηση, αποδείχθηκε ότι το ιξώδες του δεν είναι μηδέν.
Οι επιστήμονες έχουν προτείνει ότι μια τέτοια ασυνήθιστη συμπεριφορά οφείλεται σε αποτελέσματα που δεν ανήκουν στην κλασική φυσική, αλλά στην κβαντική θεωρία. Αυτά τα φαινόμενα εμφανίζονται μόνο σε χαμηλές θερμοκρασίες. Συνήθως γίνονται αισθητά σε στερεά, αφού κάτω από αυτές τις συνθήκες οι περισσότερες ουσίες παγώνουν. Το ήλιο αποτελεί εξαίρεση. Αυτή η ουσία παραμένει υγρή μέχρι το απόλυτο μηδέν, εκτός εάν υποβληθεί σε υψηλή πίεση. Ο Laszlo Tissa πρότεινε το 1938 ότι το υγρό ήλιο είναι στην πραγματικότητα ένα μείγμα δύο μορφών: ήλιο-2 (υπερρευστό υγρό) και ήλιο-1 (κανονικό υγρό). Όταν η θερμοκρασία πέσει σχεδόν στο απόλυτο μηδέν, η πρώτη γίνεται το κυρίαρχο συστατικό. Αυτή η υπόθεση εξηγεί την εμφάνιση διαφορετικών ιξωδών υπό διαφορετικές συνθήκες.
Πώς εξήγησε ο Landau το φαινόμενο της υπερρευστότητας
Lev Landau, σύντομη βιογραφίαπου περιγράφει μόνο τα κύρια επιτεύγματά του, μπόρεσε να εξηγήσει το φαινόμενο της υπερρευστότητας, χρησιμοποιώντας μια εντελώς νέα μαθηματική συσκευή. Άλλοι επιστήμονες βασίστηκαν στην κβαντική μηχανική, την οποία χρησιμοποίησαν για να αναλύσουν τη συμπεριφορά μεμονωμένων ατόμων. Ο Landau, από την άλλη πλευρά, θεωρούσε τις κβαντικές καταστάσεις ενός υγρού σχεδόν με τον ίδιο τρόπο σαν να ήταν ένα στερεό σώμα. Υπέθεσε ότι υπάρχουν δύο στοιχεία διέγερσης ή κίνησης. Τα πρώτα από αυτά είναι φωνόνια, τα οποία περιγράφουν την κανονική ευθύγραμμη διάδοση των ηχητικών κυμάτων σε χαμηλές τιμές ενέργειας και ορμής. Το δεύτερο είναι τα ρότονα, τα οποία περιγράφουν την περιστροφική κίνηση. Το τελευταίο είναι μια πιο περίπλοκη εκδήλωση διεγέρσεων που εμφανίζεται σε υψηλότερες τιμές ενέργειας και ορμής. Ο επιστήμονας σημείωσε ότι τα παρατηρούμενα φαινόμενα μπορούν να εξηγηθούν από τη συμβολή των ροτονίων και των φωνονίων και την αλληλεπίδρασή τους.
Landau υποστήριξε ότι το υγρό ήλιο μπορεί να θεωρηθεί ως ένα «κανονικό» συστατικό, το οποίο είναι βυθισμένο σε ένα υπερρευστό «φόντο». Πώς μπορεί κανείς να εξηγήσει το γεγονός ότι το υγρό ήλιο ρέει έξω μέσα από ένα στενό κενό; Ο επιστήμονας σημείωσε ότι μόνο το υπερρευστό συστατικό ρέει σε αυτή την περίπτωση. Και τα ρότονα και τα φωνόνια συγκρούονται με τους τοίχους που τα συγκρατούν.
Το νόημα της θεωρίας του Λαντάου
Η θεωρία του Λαντάου, καθώς και οι περαιτέρω βελτιώσεις της, έπαιξαν πολύ σημαντικό ρόλο στην επιστήμη. Όχι μόνο εξήγησαν τα παρατηρούμενα φαινόμενα, αλλά προέβλεψαν και κάποια άλλα. Ένα παράδειγμα είναι η διάδοση δύο κυμάτων που έχουν διαφορετικές ιδιότητες και ονομάζονται πρώτος και δεύτερος ήχος. Ο πρώτος ήχος είναισυνηθισμένα ηχητικά κύματα, ενώ το δεύτερο είναι ένα κύμα θερμοκρασίας. Χάρη στη θεωρία που δημιουργήθηκε από τον Landau, οι επιστήμονες μπόρεσαν να σημειώσουν σημαντική πρόοδο στην κατανόηση της φύσης της υπεραγωγιμότητας.
Β' Παγκόσμιος Πόλεμος και μεταπολεμικά χρόνια
Ο Λεβ Νταβίντοβιτς κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου ασχολήθηκε με τη μελέτη των εκρήξεων και της καύσης. Συγκεκριμένα, τον ενδιέφεραν τα ωστικά κύματα. Μετά τον Μάιο του 1945 και μέχρι το 1962, ο επιστήμονας εργάστηκε σε διάφορες εργασίες. Συγκεκριμένα, ερεύνησε το σπάνιο ισότοπο του ηλίου, το οποίο έχει ατομική μάζα 3 (συνήθως η μάζα του είναι 4). Ο Lev Davidovich προέβλεψε την ύπαρξη ενός νέου τύπου διάδοσης κυμάτων για αυτό το ισότοπο. "Μηδενικός ήχος" - έτσι το ονόμασε ο Λεβ Νταβίντοβιτς Λαντάου. Η βιογραφία του χαρακτηρίζεται, επιπλέον, από τη συμμετοχή στη δημιουργία της ατομικής βόμβας στην ΕΣΣΔ.
Τροχαίο ατύχημα, βραβείο Νόμπελ και τα τελευταία χρόνια της ζωής
Σε ηλικία 53 ετών είχε τροχαίο ατύχημα με αποτέλεσμα να τραυματιστεί σοβαρά. Πολλοί γιατροί από την ΕΣΣΔ, τη Γαλλία, τον Καναδά, την Τσεχοσλοβακία πολέμησαν για τη ζωή ενός επιστήμονα. Ήταν αναίσθητος για 6 εβδομάδες. Για τρεις μήνες μετά το τροχαίο, ο Λεβ Λαντάου δεν αναγνώριζε καν τους συγγενείς του. Το Νόμπελ του απονεμήθηκε το 1962. Ωστόσο, για λόγους υγείας, δεν μπόρεσε να ταξιδέψει στη Στοκχόλμη για να το παραλάβει. Στην παρακάτω φωτογραφία μπορείτε να δείτε τον L. Landau με τη γυναίκα του στο νοσοκομείο.
Το βραβείο απονεμήθηκε σε έναν επιστήμονα στη Μόσχα. Μετά από αυτό, ο Lev Davidovich έζησε για άλλα 6 χρόνια, αλλά δεν επέστρεψε ποτέ στην έρευνα.νέφος. Ο Λεβ Λαντάου πέθανε στη Μόσχα ως αποτέλεσμα επιπλοκών από τα τραύματά του.
Οικογένεια Λαντάου
Ο επιστήμονας το 1937 παντρεύτηκε την Concordia Drobantseva, μηχανικό διεργασιών στη βιομηχανία τροφίμων. Αυτή η γυναίκα ήταν από το Χάρκοβο. Τα χρόνια της ζωής της είναι 1908-1984. Στην οικογένεια γεννήθηκε ένας γιος, ο οποίος αργότερα έγινε πειραματικός φυσικός και εργάστηκε στο Ινστιτούτο Φυσικών Προβλημάτων. Η παρακάτω φωτογραφία δείχνει τον L. Landau με τον γιο του.
Αυτό είναι το μόνο που μπορούμε να πούμε για έναν επιστήμονα όπως ο Lev Landau. Η βιογραφία του φυσικά περιλαμβάνει μόνο τα βασικά στοιχεία. Οι θεωρίες που δημιούργησε είναι αρκετά περίπλοκες για τον απροετοίμαστο αναγνώστη. Ως εκ τούτου, το άρθρο μιλά μόνο εν συντομία για το τι έγινε διάσημος ο Lev Landau. Η βιογραφία και τα επιτεύγματα αυτού του επιστήμονα εξακολουθούν να παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον σε όλο τον κόσμο.
