Lev Landau: kratka biografija, prispevek k znanosti

Lev Landau (leta življenja - 1908-1968) je veliki sovjetski fizik, rojen v Bakuju. Ima veliko zanimivih raziskav in odkritij. Lahko odgovorite na vprašanje, Lev Landau, za katerega je prejel Nobelovo nagrado? V tem članku bomo govorili o njegovih dosežkih in glavnih dejstvih v biografiji.

Poreklo Lev Landau

Dolgo se lahko pogovarjaš o takem znanstveniku, kot je Lev Landau. Leta življenja, poklica in dosežki tega fizika - vse to je verjetno zanimivo za bralce. Začnimo od samega začetka - od izvora bodočega znanstvenika.

Rojen je bil v družini Lubov in David Landau. Njegov oče je bil precej slavni naftni inženir. Delal je na naftnih poljih. Kar se tiče matere, je bila po poklicu zdravnica. Znano je, da je ta ženska opravila fiziološke študije. Očitno je Lev Landau potomec inteligentne družine. Njegova starejša sestra, mimogrede, je postala kemijski inženir.

Leta študija

Lev Davidovich je študiral v srednji šoli, ki se je blestilno končal pri starosti 13 let. Njegovi starši so menili, da je njihov sin še vedno zelo mlad za učenje v visokošolski ustanovi. Zato so se odločili, da mu bodo poslali eno leto na Ekonomski fakulteti v Bakuju. Leta 1922 je bil sprejet na univerzo v Baku. Tukaj je Lev Landau študiral kemijo in fiziko. Dve leti kasneje je Lev Davidovich prenesel na Leningradsko univerzo na Fakulteto za fiziko.

Prvo znanstveno delo, podiplomski študij

V devetnajstih letih je Landau postal avtor štirih znanstvenih člankov, ki so bili objavljeni. V enem od teh del je bila prvič uporabljena tako imenovana matrika gostote. Ta izraz se danes pogosto uporablja. Opisuje kvantno energijsko stanje. Landau je leta 1927 diplomiral na univerzi. Potem se je vpisal na fakulteto, kjer je izbral Leningradski inštitut za fiziko in tehnologijo. V tej izobraževalni ustanovi je delal na kvantni elektrodinamiki in magnetni teoriji elektronov.

Poslovno potovanje

Med letoma 1929 in 1931 je bil Lev Landau na znanstvenem poslanstvu. Leta življenja, poklica in dosežki tega znanstvenika so povezana s tesnim sodelovanjem s tujimi kolegi. Tako je med potovanjem potoval v Švico, Nemčijo, Nizozemsko, Anglijo in Dansko. V teh letih se je srečal in se seznanil z ustanovitelji kvantna mehanika, ki se je pravkar pojavila. Med znanstveniki, s katerimi se je srečal Landau, so bili Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg in Niels Bohr. Do zadnjega Lev Davidoviča je ohranjal prijazne občutke za vse svoje življenje. Ta znanstvenik je močno vplival na Landau.

Lev Davidovich je v tujini opravil pomembne študije o prostih elektrinah (njihove magnetne lastnosti). Poleg tega je skupaj s Peierls izvedel tudi raziskave relativistične kvantne mehanike. Zahvaljujoč tem delam, Lev Landau, poklic ki so ga zanimali tuji kolegi, se je začel šteti za enega vodilnih teoretičnih fizikov. Znanstveniki so se naučili ravnati z zelo kompleksnimi teoretičnimi sistemi. Treba je opozoriti, da je kasneje ta spretnost zanj zelo koristila, ko je Landau začel opravljati raziskave fizike nizke temperature.

Selitev v Harkov

Lev Davidovich se je leta 1931 vrnil v Leningrad. Vendar pa se je kmalu odločil, da se preseli v Kharkov, ki je bil takrat glavno mesto Ukrajine. Tu je znanstvenik delal na ukrajinskem fizikotehnološkem inštitutu, je bil vodja teoretičnega oddelka. Hkrati je Lev Davidovich vodil oddelek za teoretično fiziko na univerzi v Harkovu in Harkovski inštitut za strojništvo in mehaniko. Leta 1934 je Akademija znanosti Sovjetske zveze podelila diplomo za doktor fizikalnih in matematičnih znanosti. Za to Landau niti ni moral braniti svoje teze. Naslov profesorja je bil že naslednje leto nagrajen tako znanstveniku, kot je Lev Landau.

Njegov poklic je zajel več področij znanosti. Landau v Harkovu je objavil dela na teme, kot so razpršitev zvoka, izvor zvezdne energije, sipanja svetlobe, prenosa energije se pojavljajo v trkih, superprevodnosti, magnetnih lastnosti različnih materialov in drugih. Glede na to, da je postal znan kot teoretik, ima nenavadno vsestranske znanstvene interese.

Posebnost Landauovih del

Kasneje, ko se je pojavil fizika plazme, Landauovi dokumenti o električnih delcih, ki se medsebojno delujejo, so bili zelo koristni. Z izposojanjem nekaterih pojmov iz termodinamike je znanstvenik izrazil številne inovativne ideje o nizkotemperaturnih sistemih. Povedati je treba, da je za vsa dela Landaua značilna ena pomembna značilnost - virtuozna uporaba matematičnega aparata pri iskanju rešitev kompleksnih problemov. Lev Landau je pomembno prispeval kvantni teoriji, pa tudi raziskavi o interakciji in naravi elementarnih delcev.

Šola Lev Landau

Obseg njegovih raziskav je resnično širok. Pokrivajo praktično vsa glavna področja teoretične fizike. Zaradi takšne širine njegovih interesov znanstvenik privlači Kharkov veliko talentiranih mladih znanstvenikov in nadarjenih študentov. Med njimi je bil Lifshits Eugene Mikhailovich, ki je postal delavec Lev Davidovicha in njegovega najbližjega prijatelja. Šola, ki je odraščala okoli Lev Landauja, je spremenila Kharkov v eno od vodilnih centrov teoretične fizike v ZSSR.

Znanstvenik je bil prepričan, da bi moral biti teoretični fizik temeljito utemeljen na vseh področjih te znanosti. V ta namen je Lev Davidovich razvil zelo strog program usposabljanja. Ta program je imenoval "teoretični minimum". Kandidati, ki so želeli sodelovati na seminarju, ki ga je vodil, so morali izpolnjevati zelo visoke standarde. Dovolj je reči, da je čez 30 let, kljub številnim ljudem, le 40 ljudi opravilo izpit iz "teoretičnega minimuma". Vendar pa so tisti, ki so uspeli v tem, Lev Davidovich velikodušno pozornost in čas. Poleg tega jim je pri izbiri raziskovalne teme dobila popolno svobodo izbire.

Ustvarjanje tečaja v teoretični fiziki

Landau Lev Davidovich je vzdrževal prijateljske odnose s kolegi in študenti. Pozvali so znanstvenika Dowa. Da bi jim pomagal leta 1935, je Lev Davidovich ustvaril podroben tečaj v teoretski fiziki. Objavil ga je Landau v povezavi z EM Lifshitzom in je bil serija učbenikov. Njihovo vsebino so avtorji posodobili in revidirali v naslednjih 20 letih. Ogromna priljubljenost teh koristi. Prevajali so jih v več jezikov sveta. Trenutno se te učbenike pravično štejejo za klasične. Leta 1962 so Landau in Lifshitz za oblikovanje tega tečaja prejeli Leninovo nagrado.

Delo s Kapitzo

Landau leta 1937, odzvala na povabilo Petra Kapitza (njegova fotografija je predstavljen v nadaljevanju) in postal vodja oddelka za teoretično fiziko na moskovskem inštitutu za fizične težave, novo ustvarjeno v tistem času. Vendar je bilo naslednje leto aretiran znanstvenik. Ne drži očitek je bil, da se ukvarja z vohunjenjem v prid Nemčije. Samo zaradi posredovanja Kapitza, ki osebno pritožil do Kremlja, je Lev Landau sprosti.

Ko se je Landau preselil iz Kharkov v Moskvo, se je Kapitsa ukvarjala s poskusi s tekočim helijem. Če temperatura pade pod 4.2 K (absolutna temperatura merjen v stopinjah Kelvina, in se meri od -273,18 ° C, to se pravi od absolutne ničle), helij plin postane tekoča. V tem stanju se imenuje helij-1. Če je temperatura nižja za 2,17 K, se vrne v tekočino, ki se imenuje helija-2. Zelo je zanimivo lastnosti. Helij-2 Z lahkoto teče skozi najmanjše luknje. Zdi se, kot da je viskoznost popolnoma odsotna. Snov dviga steno posode, kot da sila teže ne vpliva na to. Poleg tega njegova toplotna prevodnost več sto krat presega toplotno prevodnost bakra. Kapitsa se je odločil, da imenuje superfluidni tekoči helij-2. Vendar pa je test pokazal, da njegova viskoznost ni nič.

Znanstveniki so menili, da je to nenavadno obnašanje pojasni z učinki, od katerih so na tem območju niso klasične fizike in kvantno teorijo. Ti učinki se pojavijo le pri nizkih temperaturah. Ponavadi se čutijo v trdnih delih, ker v teh pogojih večina snovi zamrzne. Izjema je helij. Ta snov ostane tekoča do absolutne ničle, razen če je izpostavljena visokemu tlaku. László Tisza v 1938 godu predlagal, da dejansko tekočim helijem - zmes dveh oblikah: a helij-2 (superfluidnosti) in helij-1 (običajna tekoča). Ko temperatura pade skoraj absolutno nič, postane prva prevladujoča komponenta. Ta hipoteza pojasnjuje pojav različnih viskoznosti v različnih pogojih.

Kako je Landau razložil fenomen superfluidnosti

Lev Landau, katerega kratka biografija opisuje le njegove glavne dosežke, je lahko pojasnil fenomen superfluidnosti z uporabo povsem novega matematičnega aparata. Drugi znanstveniki se sklicujejo na kvantno mehaniko, ki je bila uporabljena za analizo vedenja posameznih atomov. Landau je kvantno stanje tekočine upošteval na podoben način, kot če bi bil trdna. Izpostavil je hipotezo, da obstajata dve komponenti vzbujanja ali gibanja. Prvi od njih so fononi, ki opisujejo normalno rektilinearno razmnoževanje zvočnih valov za majhne vrednosti energije in zagona. Druga je roton, ki opisuje vrtenje gibanja. Slednje je bolj kompleksna manifestacija vzbujanj, ki se pojavijo pri višjih vrednostih energije in zagona. Znanstvenik je opozoril, da se opaženi pojavi lahko razložijo s prispevki rotonov in fononov ter njihove interakcije.

Landau je to trdil tekoči helij se lahko šteje za "normalno" komponento, ki je potopljena v superfluidno "ozadje". Kako lahko razložite, da tekoči helij teče skozi ozko vrzel? Znanstvenik je opozoril, da v tem primeru teče samo superfluidna komponenta. Rotoni in fononi se trčijo s stenami, ki jih držijo.

Pomen teorije Landau

Teorija Landau, pa tudi njene nadaljnje izboljšave, je imela v znanosti zelo pomembno vlogo. Niso samo razložili opazovanih pojavov, temveč tudi napovedovali nekatere druge. Eden od primerov je razmnoževanje dveh valov, ki imajo različne lastnosti in se imenujejo prvi in ​​drugi zvok. Prvi zvok so navadni zvočni valovi, drugi pa temperaturni val. Zahvaljujoč teoriji, ki jo je ustvaril Landau, so znanstveniki lahko znatno napredovali pri razumevanju narave superprevodnosti.

Leta druge svetovne vojne in po vojni

Lev Davidovič je študiral eksplozije in sežgal med drugo svetovno vojno. Zlasti je bil zainteresiran za udarne valove. Po maju 1945 in do leta 1962 je znanstvenik delal na različnih nalogah. Zlasti je raziskoval redek izotop helija, ki ima atomsko maso 3 (ponavadi je njegova masa 4). Lev Davidovich je napovedal obstoj nove vrste propagacije valov za ta izotop. "Zero zvok" - tako je to imenoval Lev Davidovich Landau. Njegovo biografijo je poleg tega označeno s sodelovanjem pri ustvarjanju atomske bombe v ZSSR.

Avtomobilska nesreča, Nobelova nagrada in zadnja leta življenja

V starosti 53 let je prišel v prometno nesrečo, kar je povzročilo hude poškodbe. Veliko zdravnikov iz ZSSR, Francije, Kanade in Češkoslovaške se je borilo za življenje znanstvenika. Šest tednov je ostal nezavesten. V treh mesecih po nesreči avtomobila celo najbližji Leo Landau ni priznal. Nobelova nagrada mu je bila dodeljena leta 1962. Vendar iz zdravstvenih razlogov ni mogel priti v Stockholm, da bi ga dobil. Na spodnji sliki lahko vidite L. Landau in njegovo ženo v bolnišnici.

Nagrada je bila dodeljena znanstveniku v Moskvi. Po tem je Lev Davidovich živel še šest let, vendar se ni mogel vrniti v raziskave. Lev Landau je umrl v Moskvi zaradi zapletov zaradi njegovih poškodb.

Družina Landau

Leta 1937 se je znanstvenik poročila z Drobantsevo Concordia, inženirskim tehnologom v živilski industriji. Ta ženska je bila iz Harkovega. Že leta njenega življenja - 1908-1984. Sin je bil rojen v družini, ki je kasneje postal eksperimentalni fizik in delal na Inštitutu za fizične probleme. Spodnja slika prikazuje L. Landau in njegov sin.

To je vse, kar je mogoče povedati o takem znanstveniku, kot je Lev Landau. Njegova biografija seveda vključuje samo osnovna dejstva. Teorije, ki jih je ustvaril, so precej zapleteni za nepripravljenega bralca. Zato članek samo na kratko pove, zakaj je bil Land Landau znan. Biografija in dosežki tega znanstvenika še vedno zelo zanimajo po vsem svetu.