Лев ландау: коротка біографія, внесок в науку
Лев Ландау (роки життя - 1908-1968) - великий радянський фізик, уродженець Баку. Йому належить безліч цікавих досліджень і відкриттів. Чи можете ви відповісти на питання, Лев Ландау за що отримав Нобелівську премію? У цій статті ми розповімо про його досягнення і основні факти біографії.
Відео: Генії і лиходії епохи, що минає. Нільс Бор
Походження Льва Ландау
Можна довго говорити про такий вченій, як Лев Ландау. Роки життя, рід занять і досягнення цього фізика - все це напевно цікавить читачів. Почнемо з самого початку - з походження майбутнього вченого.
Він з`явився на світ у родині Любові та Давида Ландау. Батько його був досить відомим інженером-нафтовиком. Він працював на нафтопромислах. Що стосується матері, то за професією вона була лікарем. Відомо, що ця жінка здійснювала фізіологічні дослідження. Як видно, Лев Ландау був вихідцем з інтелігентної родини. Його старша сестра, до слова сказати, стала інженером-хіміком.
роки навчання
Лев Давидович навчався в середній школі, яку блискуче закінчив у віці 13 років. Його батьки порахували, що їх син ще дуже молодий для навчання у вищому навчальному закладі. Тому вони вирішили відправити його на один рік в Бакинський економічний технікум. Потім, в 1922 році, він був прийнятий в Бакинський університет. Тут Лев Ландау вивчав хімію і фізику. Через два роки Лев Давидович перевівся до Ленінградського університету, на фізичний факультет.
Перші наукові роботи, аспірантура
У віці дев`ятнадцяти Ландау став уже автором чотирьох наукових робіт, які були опубліковані. В одному з цих праць вперше була використана так звана матриця щільності. Цей термін в наш час широко застосовується. Їм описуються квантові енергетичні стану. Ландау закінчив університет в 1927 році. Потім він вступив до аспірантури, вибравши Ленінградський фізико-технічний інститут. У цьому навчальному закладі він працював над квантової електродинаміки і магнітної теорією електрона.
відрядження
У період з 1929 по 1931 рік був в науковому відрядженні Лев Ландау. Роки життя, рід занять і досягнення цього вченого пов`язані з тісною співпрацею з іноземними колегами. Так, під час відрядження він побував в Швейцарії, Німеччині, Нідерландах, Англії і Данії. У ці роки він зустрівся і познайомився з основоположниками квантової механіки, яка тоді щойно з`являлася. У числі вчених, з яким зустрівся Ландау, був Вольфганг Паулі, Вернер Гейзенберг і Нільс Бор. До останнього Лев Давидович зберіг дружні почуття на все своє життя. Цей вчений особливо сильно вплинув на Ландау.
Лев Давидович, перебуваючи за кордоном, здійснив важливі дослідження вільних електронів (їх магнітних властивостей). Крім того, спільно з Пайерлса він провів дослідження і по релятивістської квантової механіки. Завдяки цим роботам Лев Ландау, рід занять якого зацікавив зарубіжних колег, став вважатися одним з провідних фізиків-теоретиків. Вчений дізнався, як поводитися з досить складними теоретичними системами. Потрібно відзначити, що згодом це вміння дуже йому в нагоді, коли Ландау почав проводити дослідження, що стосуються фізики низьких температур.
Переїзд до Харкова
Лев Давидович в 1931 році повернувся в Ленінград. Однак незабаром він вирішив перебратися до Харкова, який в той час був столицею України. Тут вчений працював в Українському фізико-технічному інституті, був керівником його теоретичного відділу. Одночасно Лев Давидович був главою кафедр теоретичної фізики в Харківському університеті і Харківському інженерно-механічному інституті. У 1934 році Академія наук СРСР удостоїла його ступеня доктора фізико-математичних наук. Для цього Ландау не треба було навіть захищати дисертацію. Звання професора було присуджено вже в наступному році такого вченому, як Лев Ландау.
Рід занять його охоплював всі нові і нові галузі науки. Ландау в Харкові опублікував праці на такі теми, як дисперсія звуку, походження енергії зірок, розсіювання світла, передача енергії, яка відбувається при зіткненнях, надпровідність, магнітні властивості різних матеріалів та ін. Завдяки цьому він став відомий як теоретик, що має надзвичайно різнобічні наукові інтереси.
Відмітна риса робіт Ландау
Згодом, коли з`явилася фізика плазми, роботи Ландау, присвячені частинкам, взаємодіє електрично, виявилися дуже корисними. Запозичивши з термодинаміки деякі поняття, вчений висловив ряд новаторських ідей, що стосуються низькотемпературних систем. Потрібно сказати, що всі роботи Ландау характеризуються однією важливою рисою - віртуозним використанням математичного апарату при пошуку вирішення складних завдань. Лев Ландау вніс значний внесок в квантову теорію, а також в дослідження взаємодії з природою елементарних частинок.
Школа Льва Ландау
Діапазон його досліджень воістину широкий. Вони охоплюють практично всі основні галузі теоретичної фізики. Завдяки такій широті своїх інтересів вчений привернув до Харкова безліч талановитих молодих вчених та обдарованих студентів. У їх числі був Ліфшиц Євгеній Михайлович, який став співробітником Льва Давидовича і його найближчим другом. Школа, яка виросла навколо Льва Ландау, перетворила Харків на один з провідних центрів теоретичної фізики в СРСР.
Відео: Нікола Тесла - Чорний маг чи вчений? (Документальний, біографія, 2015)
Вчений був переконаний в тому, що фізик-теоретик повинен бути ґрунтовно підкований у всіх областях цієї науки. З цією метою Лев Давидович розробив вельми жорстку програму підготовки. Він назвав цю програму "теоретичним мінімумом". Претенденти, які хотіли брати участь в роботі семінару, керованого ним, повинні були відповідати дуже високим вимогам. Досить сказати, що за 30 років, незважаючи на безліч бажаючих, всього 40 чоловік здало іспити по "теормінімуму". Однак тим, кому це вдалося, Лев Давидович щедро звертав увагу і час. Крім того, їм була надана повна свобода вибору при виборі теми дослідження.
Створення курсу теоретичної фізики
Ландау Лев Давидович підтримував дружні стосунки зі своїми співробітниками і учнями. Вони з любов`ю називали вченого Дау. На допомогу їм в 1935 році Лев Давидович створив детальний курс теоретичної фізики. Він був опублікований Ландау спільно з Є. М. Ліфшицем і представляв собою серію підручників. Їх зміст автори оновлювали і переглядали протягом подальших 20 років. Величезну популярність завоювали ці посібники. Вони були перекладені багатьма мовами світу. В даний час ці підручники по праву вважаються класичними. У 1962 році за створення даного курсу Ландау і Ліфшиц отримали Ленінську премію.
Відео: Пирогов Микола Іванович / Nikolai Pirogov
Робота з Капицею
Лев Давидович в 1937 році відгукнувся на запрошення Петра Капіци (фото його представлено далі) і став главою відділу теоретичної фізики в московському Інституті фізичних проблем, новоствореному тоді. Однак вже на наступний рік вчений був заарештований. Помилкове звинувачення говорило, що він займався шпигунством на користь Німеччини. Лише завдяки втручанню Капіци, який особисто звернувся в Кремль, Лев Ландау був звільнений.
Коли Ландау перебрався з Харкова до Москви, Капіца якраз займався експериментами з рідким гелієм. Якщо температура опускається нижче 4,2 К (Абсолютна температура вимірюється в градусах Кельвіна і відраховується від -273,18 ° С, тобто від абсолютного нуля), газоподібний гелій стає рідиною. В даному стані він називається гелієм-1. Якщо знизити температуру до 2,17 К, він переходить в рідину, що іменується гелієм-2. Вона має досить цікавими властивостями. Гелій-2 здатний з легкістю протікати крізь найдрібніші отвори. Здається, ніби в`язкість у нього повністю відсутня. Речовина піднімається вгору по стінці судини, немов сила тяжіння не впливає на нього. Крім того, його теплопровідність перевершує теплопровідність міді в сотні разів. Капіца вирішив назвати сверхтекучей рідиною гелій-2. Однак при перевірці з`ясувалося, що його в`язкість нульова.
Вчені припустили, що настільки незвичайна поведінка пояснюється ефектами, які відносяться до області не класичної фізики, а квантової теорії. Ці ефекти проявляються лише при низьких температурах. Зазвичай вони дають про себе знати в твердих тілах, оскільки за цих умов більшість речовин замерзає. Винятком є гелій. Ця речовина до абсолютного нуля залишається рідким, якщо воно не схильне до високого тиску. Ласло Тиса в 1938 році припустив, що в дійсності рідкий гелій - це суміш двох форм: гелію-2 (рідини сверхтекучей) і гелію-1 (рідини нормальної). При падінні температури практично до абсолютного нуля перший стає домінуючою компонентою. Дана гіпотеза пояснює появу різної в`язкості при різних умовах.
Як Ландау пояснив явище надплинності
Лев Ландау, коротка біографія якого описує лише основні його досягнення, зміг пояснити явище надплинності, використовуючи при цьому абсолютно новий математичний апарат. Інші вчені спиралися на квантову механіку, яку застосовували для аналізу поведінки окремих атомів. Ландау ж розглянув квантові стану рідини практично так само, як якби вона була твердим тілом. Він висунув гіпотезу про те, що є два компоненти збудження, або руху. Перша з них - це фонони, які описують нормальне прямолінійне поширення хвиль звуку при малих значеннях енергії та імпульсу. Друга - ротони, які описують обертальний рух. Останнє є більш складним проявом порушень, що виникають при більш високих значеннях енергії та імпульсу. Вчений зазначив, що спостерігаються явища можна пояснити вкладами ротонов і фононів і їх взаємодією.
Ландау стверджував, що рідкий гелій можна розглядати в якості "нормальної" компоненти, яка занурена в надплинний "фон". Як же можна пояснити те, що рідкий гелій закінчується через вузьку щілину? Вчений зазначив, що тільки сверхтекучая компонента в цьому випадку тече. А ротони і фонони стикаються зі стінками, які утримують їх.
Значення теорії Ландау
Теорія Ландау, а також подальші її удосконалення зіграли дуже важливу роль в науці. Вони не просто пояснили спостерігаються явища, але також і передбачили деякі інші. Один із прикладів - це поширення двох хвиль, що володіють різними властивостями і іменованих першим і другим звуком. Перший звук являє собою звичайні звукові хвилі, тоді як другий є температурної хвилею. Завдяки теорії, створеної Ландау, вчені змогли значно просунутися в з`ясуванні природи надпровідності.
Роки Другої світової війни і післявоєнний час
Лев Давидович під час Другої світової війни займався вивченням вибухів і горіння. Зокрема його цікавили ударні хвилі. Після травня 1945 року і аж до 1962-го вчений працював над різними завданнями. Зокрема він досліджував рідкісний ізотоп гелію, має атомну масу 3 (зазвичай маса його 4). Лев Давидович передбачив існування для цього ізотопу нового виду поширення хвиль. "нульовий звук" - Так назвав його Лев Давидович Ландау. Біографія його відзначена, крім того, участю в створенні атомної бомби в СРСР.
Автокатастрофа, Нобелівська премія і останні роки життя
У віці 53 років він потрапив в автокатастрофу, в результаті чого отримав тяжкі ушкодження. Безліч лікарів з СРСР, Франції, Канади, Чехословаччини боролися за життя вченого. Він пробув без свідомості 6 тижнів. Протягом трьох місяців після автокатастрофи не впізнавав навіть близьких Лев Ландау. Нобелівська премія була присуджена йому в 1962 році. Однак за станом здоров`я він не зміг поїхати в Стокгольм, для того щоб отримати її. На фото нижче можна бачити Л. Ландау з дружиною в лікарні.
Відео: Микола Гоголь
Премія була вручена ученому в Москві. Після цього Лев Давидович прожив ще 6 років, однак повернутися до досліджень він так і не зміг. Лев Ландау помер в Москві в результаті ускладнень від отриманих травм.
сім`я Ландау
Вчений в 1937 році одружився на Дробанцева Конкордії, інженера-технологу в галузі харчової промисловості. Ця жінка була родом з Харкова. Роки її життя - 1908-1984. У сім`ї народився син, який згодом став фізиком-експериментатором і працював в Інституті фізичних проблем. На фото далі представлені Л. Ландау з сином.
Це все, що можна розповісти про такий вченій, як Лев Ландау. Біографія його, звичайно, включає лише основні факти. Теорії, які він створив, досить складні для непідготовленого читача. Тому в статті лише коротко розказано про те, завдяки чому прославився Лев Ландау. Біографія і досягнення цього вченого до сих пір викликають великий інтерес в усьому світі.
