Lev Landau (godine života - 1908-1968) - veliki sovjetski fizičar, rodom iz Bakua. Posjeduje mnoga zanimljiva istraživanja i otkrića. Možete li odgovoriti na pitanje zašto je Lev Landau dobio Nobelovu nagradu? U ovom članku ćemo govoriti o njegovim dostignućima i glavnim činjenicama iz biografije.
Porijeklo Leva Landaua
Možete dugo pričati o takvom naučniku kao što je Lev Landau. Godine života, zanimanja i dostignuća ovog fizičara - sve će to sigurno zanimati čitaoce. Počnimo od samog početka - sa porijeklom budućeg naučnika.
Rođen je u porodici Ljubov i Davida Landaua. Njegov otac je bio poznati inžinjer nafte. Radio je na naftnim poljima. Što se njene majke tiče, ona je po zanimanju bila ljekar. Poznato je da je ova žena vršila fiziološka istraživanja. Očigledno je Lev Landau potekao iz inteligentne porodice. Njegova starija sestra je, inače, postala hemijski inženjer.
Godine studija
Lev Davidovič je išao u srednju školu, koju je briljantno završio sa 13 godina. Njegovi roditelji su smatrali da je njihov sin još uvek veomamladi za visoko obrazovanje. Stoga su odlučili da ga pošalju na jednu godinu na Ekonomski fakultet u Bakuu. Zatim je 1922. godine primljen na Univerzitet u Bakuu. Ovdje je Lev Landau studirao hemiju i fiziku. Dve godine kasnije, Lev Davidovič prelazi na Lenjingradski univerzitet, na Fakultet fizike.
Prvi istraživački radovi, postdiplomska škola
Sa devetnaest godina, Landau je već postao autor četiri naučna rada koja su objavljena. U jednom od ovih radova prvi put je korištena tzv. matrica gustine. Ovaj izraz se danas široko koristi. Opisuje kvantna energetska stanja. Landau je diplomirao na univerzitetu 1927. Zatim je upisao postdiplomske studije, odabravši Lenjingradski institut za fiziku i tehnologiju. U ovoj obrazovnoj ustanovi radio je kvantnu elektrodinamiku i magnetsku teoriju elektrona.
poslovno putovanje
U periodu od 1929. do 1931. godine, Lev Landau je bio u naučnoj misiji. Godine života, zanimanja i dostignuća ovog naučnika vezuju se za blisku saradnju sa inostranim kolegama. Tako je tokom poslovnog putovanja posjetio Švicarsku, Njemačku, Holandiju, Englesku i Dansku. Tokom ovih godina upoznao je i upoznao osnivače kvantne mehanike, koja je tada tek nastajala. Među naučnicima koje je Landau upoznao bili su Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg i Niels Bohr. Prema ovom posljednjem, Lev Davidovič je do kraja života zadržao prijateljska osjećanja. Ovaj naučnik je imao posebno snažan uticaj na Landaua.
Lev Davidovich, izagranice, izvršio važne studije slobodnih elektrona (njihovih magnetnih svojstava). Osim toga, zajedno s Peierlsom, također je vodio istraživanja o relativističkoj kvantnoj mehanici. Zahvaljujući ovim radovima, Lev Landau, čije je zanimanje zainteresovalo strane kolege, počeo se smatrati jednim od vodećih teorijskih fizičara. Naučnik je naučio kako da rukuje veoma složenim teorijskim sistemima. Treba napomenuti da mu je kasnije ova vještina bila vrlo korisna kada je Landau počeo da provodi istraživanja fizike niskih temperatura.
Seljenje u Harkov
Lev Davidovič vratio se u Lenjingrad 1931. Međutim, ubrzo je odlučio da se preseli u Harkov, koji je u to vrijeme bio glavni grad Ukrajine. Ovdje je naučnik radio na Ukrajinskom institutu za fiziku i tehnologiju, bio je šef njegovog teorijskog odjela. Istovremeno, Lev Davidovič je bio šef katedre za teorijsku fiziku na Univerzitetu u Harkovu i Harkovskom inženjerskom i mašinskom institutu. Akademija nauka SSSR-a mu je 1934. dodijelila zvanje doktora fizičko-matematičkih nauka. Za to Landau nije ni trebao braniti disertaciju. Profesorsko zvanje dodijeljeno je sljedeće godine takvom naučniku kao što je Lev Landau.
Njegovo zanimanje pokrivalo je sve više i više novih oblasti nauke. Landau je u Harkovu objavio radove o temama kao što su disperzija zvuka, porijeklo energije zvijezda, raspršivanje svjetlosti, prijenos energije koji nastaje prilikom sudara, supravodljivost, magnetna svojstva različitih materijala itd. Zahvaljujući tome, postao je poznat kao teoretičar sa neobično svestranim naučniminteresi.
Izrazita karakteristika Landauovog rada
Kasnije, kada se pojavila fizika plazme, Landauov rad na česticama koje su u električnoj interakciji pokazao se vrlo korisnim. Pozajmivši neke koncepte iz termodinamike, naučnik je izrazio niz inovativnih ideja u vezi sa niskotemperaturnim sistemima. Mora se reći da sva Landauova djela karakterizira jedna važna osobina - virtuozno korištenje matematičkog aparata u potrazi za rješenjima složenih problema. Lev Landau dao je značajan doprinos kvantnoj teoriji, kao i proučavanju interakcije i prirode elementarnih čestica.
Lev Landau škola
Raspon njegovih istraživanja je zaista širok. Oni pokrivaju gotovo sva glavna područja teorijske fizike. Zahvaljujući takvoj širini svojih interesovanja, naučnik je privukao mnoge talentovane mlade naučnike i nadarene studente u Harkov. Među njima je bio i Evgenij Mihajlovič Lifšic, koji je postao saradnik Leva Davidoviča i njegov najbliži prijatelj. Škola koja je nastala oko Leva Landaua pretvorila je Harkov u jedan od vodećih centara teorijske fizike u SSSR-u.
Naučnik je bio uveren da teorijski fizičar treba da bude dobro upućen u sve oblasti ove nauke. U tu svrhu, Lev Davidovič je razvio vrlo strog program obuke. Ovaj program je nazvao "teorijskim minimumom". Kandidati koji su želeli da učestvuju u radionici koju je vodio morali su da zadovolje veoma visoke standarde. Dovoljno je reći da već 30 godina, uprkos mnogimapo želji, samo 40 ljudi je položilo ispite na "teorimumu". Međutim, oni koji su uspjeli, Lev Davidovič je velikodušno posvetio svoju pažnju i vrijeme. Osim toga, dobili su potpunu slobodu izbora pri odabiru teme istraživanja.
Kreiranje kursa teorijske fizike
Landau Lev Davidovich je održavao prijateljske odnose sa svojim osobljem i studentima. Naučnika su od milja zvali Dau. Da bi im pomogao 1935. godine, Lev Davidovič je stvorio detaljan kurs teorijske fizike. Objavio ga je Landau zajedno sa E. M. Lifshitzom i predstavljao je seriju udžbenika. Njihov sadržaj su autori ažurirali i revidirali u narednih 20 godina. Ove knjige su stekle ogromnu popularnost. Prevedene su na mnoge jezike svijeta. Trenutno se ovi udžbenici s pravom smatraju klasicima. Godine 1962. Landau i Lifshitz su dobili Lenjinovu nagradu za kreiranje ovog kursa.
Rad sa Kapitzom
Lev Davidovič se 1937. odazvao pozivu Petra Kapice (njegova fotografija je predstavljena u nastavku) i postao šef katedre za teorijsku fiziku na Moskovskom institutu za fizičke probleme, tek osnovanom u to vrijeme. Međutim, sljedeće godine naučnik je uhapšen. Lažna optužba je bila da je špijunirao za Njemačku. Samo zahvaljujući intervenciji Kapice, koji se lično obratio Kremlju, Lev Landau je oslobođen.
Kada se Landau preselio iz Harkova u Moskvu, Kapica je upravo eksperimentisao sa tečnim helijumom. Ako temperatura padne ispod 4,2 K (apsolutnotemperatura se meri u stepenima Kelvina i meri se od -273,18°C, odnosno od apsolutne nule), gasoviti helijum postaje tečnost. U ovom stanju se naziva helijum-1. Ako snizite temperaturu na 2,17 K, prelazi u tečnost koja se zove helijum-2. Ima nekoliko vrlo zanimljivih svojstava. Helijum-2 je u stanju da teče kroz najmanje rupe sa lakoćom. Čini se kao da uopšte nema viskoznost. Supstanca se diže uz zid posude, kao da na nju ne djeluje gravitacija. Osim toga, njegova toplinska provodljivost stotinama puta premašuje toplinsku provodljivost bakra. Kapitsa je odlučio nazvati helijum-2 superfluidnom tečnošću. Međutim, pregledom se pokazalo da njegov viskozitet nije nula.
Naučnici sugeriraju da je takvo neobično ponašanje posljedica efekata koji ne pripadaju klasičnoj fizici, već kvantnoj teoriji. Ovi efekti se javljaju samo pri niskim temperaturama. Obično se osjećaju u čvrstim tvarima, jer se u tim uvjetima većina tvari smrzava. Helijum je izuzetak. Ova supstanca ostaje tečna do apsolutne nule osim ako nije podvrgnuta visokom pritisku. Laslo Tissa je 1938. godine sugerirao da je tečni helijum zapravo mješavina dva oblika: helijuma-2 (superfluidna tečnost) i helijuma-1 (normalna tečnost). Kada temperatura padne na skoro apsolutnu nulu, prva postaje dominantna komponenta. Ova hipoteza objašnjava pojavu različitih viskoziteta pod različitim uslovima.
Kako je Landau objasnio fenomen superfluidnosti
Lev Landau, kratka biografijakoji opisuje samo njegova glavna dostignuća, uspeo je da objasni fenomen superfluidnosti, koristeći potpuno novi matematički aparat. Drugi naučnici su se oslanjali na kvantnu mehaniku, koju su koristili za analizu ponašanja pojedinačnih atoma. Landau je, s druge strane, razmatrao kvantna stanja tečnosti praktično na isti način kao da je čvrsto telo. Pretpostavio je da postoje dvije komponente ekscitacije, odnosno pokreta. Prvi od njih su fononi, koji opisuju normalno pravolinijsko širenje zvučnih valova pri niskim vrijednostima energije i impulsa. Drugi su rotoni, koji opisuju rotaciono kretanje. Potonje je složenija manifestacija ekscitacije koja se javlja pri višim vrijednostima energije i impulsa. Naučnik je primetio da se posmatrani fenomeni mogu objasniti doprinosima rotona i fonona i njihovoj interakciji.
Landau je tvrdio da se tečni helijum može smatrati "normalnom" komponentom, koja je uronjena u superfluidnu "pozadinu". Kako se može objasniti činjenica da tečni helijum izlazi kroz uski jaz? Naučnik je primetio da u ovom slučaju teče samo superfluidna komponenta. A rotoni i fononi se sudaraju sa zidovima koji ih drže.
Značenje Landauove teorije
Landauova teorija, kao i njena dalja poboljšanja, odigrali su veoma važnu ulogu u nauci. Oni ne samo da su objasnili uočene pojave, već su predvideli i neke druge. Jedan primjer je širenje dvaju valova koji imaju različita svojstva i nazivaju se prvi i drugi zvuk. Prvi zvuk jeobični zvučni talasi, dok je drugi talas temperature. Zahvaljujući teoriji koju je stvorio Landau, naučnici su uspjeli napraviti značajan napredak u razumijevanju prirode supravodljivosti.
Drugi svjetski rat i poslijeratne godine
Lev Davidovič se tokom Drugog svetskog rata bavio proučavanjem eksplozija i sagorevanja. Posebno su ga zanimali udarni talasi. Nakon maja 1945. i do 1962. godine, naučnik je radio na različitim zadacima. Posebno je istraživao rijedak izotop helijuma, koji ima atomsku masu 3 (obično je njegova masa 4). Lev Davidovič je predvidio postojanje nove vrste širenja talasa za ovaj izotop. "Nulti zvuk" - tako ga je nazvao Lev Davidovič Landau. Njegovu biografiju obilježava, osim toga, učešće u stvaranju atomske bombe u SSSR-u.
Saobraćajna nesreća, Nobelova nagrada i posljednje godine života
U 53. godini doživio je saobraćajnu nesreću u kojoj je zadobio teške tjelesne povrede. Mnogi doktori iz SSSR-a, Francuske, Kanade, Čehoslovačke borili su se za život naučnika. Bio je bez svijesti 6 sedmica. Tri mjeseca nakon saobraćajne nesreće, Lev Landau nije ni prepoznao svoje rođake. Nobelova nagrada mu je dodijeljena 1962. godine. Međutim, zbog zdravstvenih razloga nije mogao otputovati u Stockholm da ga primi. Na slici ispod možete vidjeti L. Landaua sa suprugom u bolnici.
Nagrada je uručena naučniku u Moskvi. Nakon toga, Lev Davidovič je živio još 6 godina, ali se nikada nije vratio istraživanjima.smog. Lev Landau je umro u Moskvi od posljedica zadobijenih povreda.
porodica Landau
Naučnica je 1937. godine oženila Konkordiju Drobancevu, procesnog inženjera u prehrambenoj industriji. Ova žena je bila iz Harkova. Godine njenog života su 1908-1984. U porodici se rodio sin, koji je kasnije postao eksperimentalni fizičar i radio u Institutu za fizičke probleme. Fotografija ispod prikazuje L. Landaua sa svojim sinom.
To je sve što se može reći o naučniku kao što je Lev Landau. Njegova biografija, naravno, uključuje samo osnovne činjenice. Teorije koje je stvorio prilično su složene za nespremnog čitaoca. Stoga se u članku samo ukratko govori o tome po čemu je Lev Landau postao poznat. Biografija i dostignuća ovog naučnika i dalje su od velikog interesovanja širom sveta.
