Lev Landau: kort biografi, bidrag til videnskab

Lev Landau (år af livet - 1908-1968) er en stor sovjetfysiker, der er hjemmehørende i Baku. Han ejer en masse interessante undersøgelser og opdagelser. Kan du svare på spørgsmålet, Lev Landau, for hvilket han modtog Nobelprisen? I denne artikel vil vi tale om hans præstationer og de vigtigste fakta i biografien.

Oprindelsen af Lev Landau

Du kan i lang tid tale om en sådan videnskabsmand som Lev Landau. Års liv, besættelse og præstationer fra denne fysiker - alt dette er sandsynligvis af interesse for læsere. Lad os starte helt fra begyndelsen - med fremtiden for den fremtidige videnskabsmand.

Han blev født i familien Lubov og David Landau. Hans far var en ret kendt olieingeniør. Han arbejdede i oliefelter. Med hensyn til moderen var hun professionelt doktor. Det vides at denne kvinde gennemførte fysiologiske undersøgelser. Tilsyneladende var Lev Landau en efterkommer af en intelligent familie. Hans ældre søster blev forresten kemisk ingeniør.

År af undersøgelse

Lev Davidovich studerede i gymnasiet, som han afsluttede glimrende i en alder af 13 år. Hans forældre følte, at deres søn stadig var meget ung for at studere på en højere uddannelsesinstitution. Derfor besluttede de at sende ham i et år til Baku Economic Technical School. Derefter blev han optaget i Baku Universitet i 1922. Her studerede Lev Landau kemi og fysik. To år senere overgik Lev Davidovich til Leningrad Universitet, til Fysikafdelingen.

Det første videnskabelige arbejde, postgraduate studie

I en alder af nitten blev Landau forfatter til fire videnskabelige artikler, der blev offentliggjort. I et af disse værker blev den såkaldte tæthedsmatrix først brugt. Dette udtryk er meget udbredt i dag. Han beskriver kvantenergilande. Landau tog eksamen fra universitetet i 1927. Derefter kom han ind på den akademiske skole og valgte Leningrad Institut for Fysik og Teknologi. I denne uddannelsesinstitution arbejdede han på kvantelektrodynamik og magnetisk teori for elektron.

Forretningsrejse

Mellem 1929 og 1931 var Lev Landau på en videnskabelig mission. Årets liv, besættelse og resultater fra denne videnskabsmand er forbundet med tæt samarbejde med udenlandske kolleger. Så under rejsen rejste han til Schweiz, Tyskland, Holland, England og Danmark. I løbet af disse år mødte han og blev bekendt med grundlæggerne af kvantemekanik, som da netop optrådte. Blandt de forskere, som Landau mødte, var Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg og Niels Bohr. Til sidst har Lev Davidovich haft venlige følelser for hele sit liv. Denne videnskabsmand har især stærkt påvirket Landau.

Lev Davidovich, i udlandet, gennemførte vigtige studier af fri elektroner (deres magnetiske egenskaber). Derudover gennemførte han sammen med Peierls forskning om relativistisk kvantemekanik. Takket være disse værker begyndte Lev Landau at være en af de førende teoretiske fysikere, hvis erhverv interesserede udenlandske kolleger. Forskeren lærte at håndtere meget komplekse teoretiske systemer. Det skal bemærkes, at denne færdighed senere var meget nyttig for ham, da Landau begyndte at foretage forskning på lavtemperaturfysik.

Flytter til Kharkov

Lev Davidovich vendte tilbage til Leningrad i 1931. Men snart besluttede han at flytte til Kharkov, som på den tid var hovedstaden i Ukraine. Her arbejdede forskeren ved det ukrainske Fysiktekniske Institut, var leder af hans teoretiske afdeling. Samtidig var Lev Davidovich leder af Institut for Teoretisk Fysik ved Kharkov Universitet og Kharkov Institut for Ingeniør og Mekanik. I 1934 tildelte Sovjetuniversitetets videnskabsakademi ham doktorgraden i fysiske og matematiske videnskaber. For dette havde Landau ikke engang at forsvare sin afhandling. Navnet på professor blev tildelt allerede næste år til en sådan videnskabsmand som Lev Landau.

Hans besættelse dækkede flere og flere videnskabsområder. Landau i Kharkov udgav værker om emner som lydens spredning, stjernens energi, lysets spredning, energioverførsel i kollisioner, superledningsevne, forskellige materialers magnetiske egenskaber osv. Takket være dette blev han kendt som teoretiker med usædvanligt alsidige videnskabelige interesser.

Et særpræg ved Landaus værker

Efterfølgende, da plasmafysik fremkom , viste Landaus papirer om partikler, der interagereer elektrisk, sig at være meget nyttige. Efter at have lånt nogle koncepter fra termodynamik, udtrykte forskeren en række innovative ideer om lavtemperatursystemer. Det må siges, at alle Landau-værkerne er præget af et vigtigt træk - den virtuøse brug af det matematiske apparat i søgningen efter løsning af komplekse problemer. Lev Landau har ydet et væsentligt bidrag til kvanteorienteringen, samt til forskning om interaktion og natur af elementære partikler.

Leo Landau School

Forskningsområdet for hans forskning er virkelig bredt. De dækker praktisk talt alle hovedområderne i teoretisk fysik. På grund af denne bredde af hans interesser tiltrak videnskabsmanden Kharkov en masse talentfulde unge forskere og begavede studerende. Blandt dem var Lifshits Evgeny Mikhailovich, som blev ansat af Lev Davidovich og hans nærmeste ven. Skolen, der voksede op omkring Lev Landau, gjorde Kharkov til et af de førende centre for teoretisk fysik i Sovjetunionen.

Forskeren var overbevist om, at den teoretiske fysiker skulle være grundigt grundlagt på alle områder af denne videnskab. Til dette formål udviklede Lev Davidovich et meget stringent træningsprogram. Han kaldte dette program til et "teoretisk minimum". Ansøgere, der ønskede at deltage i seminaret, ledet af ham, måtte opfylde meget høje standarder. Det er tilstrækkeligt at sige, at i 30 år, på trods af mange mennesker, kun 40 personer bestod eksamen på det "teoretiske minimum". Men dem, der lykkedes i dette, Lev Davidovich gav generøst sin opmærksomhed og tid. Derudover fik de fuldstændig valgfrihed ved valg af forskningstema.

Oprettelse af et kursus i teoretisk fysik

Landau Lev Davidovich opretholdt venlige forbindelser med sine kolleger og studerende. De kaldes kærligt Dau. For at hjælpe dem i 1935 skabte Lev Davidovich et detaljeret kursus i teoretisk fysik. Det blev udgivet af Landau i forbindelse med EM Lifshitz og var en række lærebøger. Deres indhold blev opdateret og revideret af forfatterne i løbet af de næste 20 år. Kæmpe popularitet af disse fordele. De blev oversat til mange sprog i verden. På nuværende tidspunkt anses disse lærebøger med rette for at være klassiske. I 1962 modtog Landau og Lifshitz Lenins pris for oprettelsen af dette kursus.

Arbejder med Kapitza

Lev Davidovich i 1937 reagerede på invitationen fra Peter Kapitsa (billedet er præsenteret nedenfor) og blev leder af den teoretiske fysikafdeling ved Moskva Institut for Fysiske Problemer, der blev nyoprettet på det tidspunkt. Men forskeren blev arresteret det følgende år. En falsk anklage sagde, at han var engageret i spionage til fordel for Tyskland. Kun takket være indgriben fra Kapitza, som personligt appellerede til Kreml, blev Lev Landau frigivet.

Da Landau flyttede fra Kharkov til Moskva, var Kapitsa engageret i forsøg med flydende helium. Hvis temperaturen falder under 4,2 K (den absolutte temperatur måles i grader Kelvin og tæller fra -273,18 ° C, det vil sige fra absolut nul) bliver det gasformige helium en væske. I denne tilstand hedder det helium-1. Hvis temperaturen sænkes til 2,17 K, passerer den i en væske kaldet helium-2. Det har meget interessante egenskaber. Helium-2 kan nemt strømme gennem de mindste huller. Det virker som om viskositeten er helt fraværende. Stoffet rejser sig op i skibets væg, som om tyngdekraften ikke påvirker det. Derudover overstiger dens termiske ledningsevne varmekonduktiviteten af kobber ved hundredvis af gange. Kapitsa besluttede at kalde den superfluide væske helium-2. Imidlertid viste testen, at dens viskositet ikke er nul.

Forskere har antydet, at en sådan usædvanlig adfærd skyldes virkninger, der vedrører området for ikke-klassisk fysik og kvanteorientering. Disse virkninger opstår kun ved lave temperaturer. Normalt gør de sig selv i faste stoffer, fordi de fleste stoffer fryser under disse forhold. En undtagelse er helium. Dette stof forbliver flydende til absolut nul, hvis det ikke er udsat for højt tryk. Laszlo Tissa i 1938 foreslog, at flydende helium i virkeligheden er en blanding af to former: helium-2 (flydende superfluid) og helium-1 (flydende normal). Når temperaturen falder til næsten absolut nul, bliver førstnævnte den dominerende komponent. Denne hypotese forklarer udseendet af forskellige viskositeter under forskellige forhold.

Hvordan forklarede Landau fænomenet superfluiditet

Lev Landau, hvis korte biografi kun beskriver sine vigtigste resultater, kunne forklare fyldningen af superfluiditet ved hjælp af et helt nyt matematisk apparat. Andre forskere stolede på kvantemekanik, som blev brugt til at analysere adfærd hos enkelte atomer. Landau betragtede også kvantetilstande af en væske på samme måde som om det var et fast stof. Han fremsætter hypotesen om, at der er to komponenter af excitation eller bevægelse. Den første af disse er fononer, som beskriver den normale retlinede udbredelse af lydbølger for små værdier af energi og momentum. Den anden er rotonerne, som beskriver rotationsbevægelsen. Sidstnævnte er en mere kompleks manifestation af excitationer, der opstår ved højere værdier af energi og momentum. Forskeren bemærkede, at de observerede fænomener kan forklares af bidrag fra rotoner og fononer og deres interaktion.

Landau hævdede, at flydende helium kan betragtes som en "normal" komponent, som er nedsænket i en superfluid "baggrund". Hvordan kan vi forklare, at flydende helium strømmer gennem et smalt hul? Forskeren bemærkede, at kun den superfluidige komponent i denne sag strømmer. Og rotoner og fononer kolliderer med de vægge, der holder dem.

Betydningen af Landau-teorien

Landau-teorien, såvel som dens yderligere forbedringer, spillede en meget vigtig rolle i videnskaben. De forklarede ikke blot de observerede fænomener, men forudsagde også nogle andre. Et eksempel er udbredelsen af to bølger, der har forskellige egenskaber, og kaldes den første og anden lyd. Den første lyd er almindelige lydbølger, mens den anden er en temperaturbølge. Takket være den teori, Landau skabte, var videnskabsmændene i stand til at gøre betydelige fremskridt med forståelsen af superledningsevne.

År af anden verdenskrig og efterkrigstiden

Lev Davidovich studerede eksplosioner og brændte under anden verdenskrig. Især var han interesseret i stødbølger. Efter maj 1945 og indtil 1962 arbejdede forskeren på forskellige opgaver. Han undersøgte især en sjælden isotop af helium, som har en atommasse på 3 (sædvanligvis er massen 4). Lev Davidovich forudsagde eksistensen af en ny type bølgeformidling for denne isotop. "Nullyd" - det hedder Lev Davidovich Landau det. Hans biografi noteres desuden deltagelse i oprettelsen af en atombombe i Sovjetunionen.

Bilulykke, Nobelprisen og sidste års liv

I en alder af 53 kom han ind i en bilulykke, hvilket resulterede i alvorlige skader. Mange læger fra Sovjetunionen, Frankrig, Canada, Tjekkoslovakiet kæmpede for videnskabsmandens liv. Han forblev ubevidst i 6 uger. Inden for tre måneder efter, at bilkrasen ikke engang genkendte de kære Lev Landau. Nobelprisen blev tildelt ham i 1962. Men på grund af hans helbredstilstand kunne han ikke gå til Stockholm for at få det. På billedet nedenfor kan du se L. Landau og hans kone på hospitalet.

Prisen blev tildelt en videnskabsmand i Moskva. Derefter levede Lev Davidovich i yderligere 6 år, men han kunne ikke vende tilbage til forskning. Lev Landau døde i Moskva som følge af komplikationer fra hans skader.

Landau familien

Forskeren i 1937 giftede sig med Drobantseva Concordia, en ingeniørteknolog i fødevareindustrien. Denne kvinde var fra Kharkov. År af hendes liv - 1908-1984. En søn blev født i familien, som senere blev en eksperimentel fysiker og arbejdede ved Institut for Fysiske Problemer. Billedet nedenfor viser L. Landau og hans søn.

Dette er alt, hvad der kan fortælles om en sådan videnskabsmand som Lev Landau. Hans biografi indeholder selvfølgelig kun grundlæggende fakta. De teorier, han skabte, er ret komplekse for den uforberedte læser. Derfor fortæller artiklen kun kort om, hvad der gjorde Lev Landau berømt. Biografien og resultaterne fra denne videnskabsmand skaber stadig stor interesse over hele verden.