Lev Landau (anys de vida - 1908-1968) - el gran físic soviètic, natural de Bakú. Té moltes investigacions i descobriments interessants. Pots respondre la pregunta, per què Lev Landau va rebre el Premi Nobel? En aquest article, parlarem dels seus èxits i dels principals fets de la biografia.
Origen de Lev Landau
Pots parlar durant molt de temps sobre un científic com Lev Landau. Anys de vida, ocupació i èxits d'aquest físic: tot això segurament interessarà als lectors. Comencem des del principi, amb l'origen del futur científic.
Va néixer a la família de Lyubov i David Landau. El seu pare era un conegut enginyer petrolier. Va treballar als camps de petroli. Pel que fa a la seva mare, era metgessa de professió. Se sap que aquesta dona va fer investigacions fisiològiques. Pel que sembla, Lev Landau provenia d'una família intel·ligent. La seva germana gran, per cert, es va convertir en enginyera química.
Anys d'estudi
Lev Davidovich va anar a l'institut, que es va graduar brillantment als 13 anys. Els seus pares van sentir que el seu fill encara era moltjoves per a l'educació superior. Per tant, van decidir enviar-lo a la Universitat Econòmica de Bakú durant un any. Després, el 1922, va ser admès a la Universitat de Bakú. Aquí Lev Landau va estudiar química i física. Dos anys més tard, Lev Davidovich es va traslladar a la Universitat de Leningrad, a la Facultat de Física.
Primers treballs de recerca, escola de postgrau
Als dinou anys, Landau ja s'havia convertit en l'autor de quatre articles científics que es van publicar. En un d'aquests treballs es va utilitzar per primera vegada l'anomenada matriu de densitat. Aquest terme és molt utilitzat avui dia. Descriu estats d'energia quàntica. Landau es va graduar a la universitat el 1927. Després va entrar a l'escola de postgrau, escollint l'Institut de Física i Tecnologia de Leningrad. En aquesta institució educativa, va treballar l'electrodinàmica quàntica i la teoria magnètica de l'electró.
Viatge de negocis
En el període de 1929 a 1931, Lev Landau estava en una missió científica. Els anys de vida, ocupació i èxits d'aquest científic estan associats a una estreta cooperació amb col·legues estrangers. Així, durant un viatge de negocis, va visitar Suïssa, Alemanya, els Països Baixos, Anglaterra i Dinamarca. Durant aquests anys, va conèixer i es va familiaritzar amb els fundadors de la mecànica quàntica, que aleshores acabava de sorgir. Entre els científics que Landau va conèixer hi havia Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg i Niels Bohr. Per a aquest últim, Lev Davidovich va mantenir sentiments amistosos per a la resta de la seva vida. Aquest científic va tenir una influència especialment forta a Landau.
Lev Davidovich, quedant darrerelímit, va dur a terme estudis importants dels electrons lliures (les seves propietats magnètiques). A més, juntament amb Peierls, també va dur a terme investigacions sobre mecànica quàntica relativista. Gràcies a aquests treballs, Lev Landau, l'ocupació del qual interessava col·legues estrangers, va començar a ser considerat un dels principals físics teòrics. El científic va aprendre a manejar sistemes teòrics molt complexos. Cal tenir en compte que més tard aquesta habilitat li va ser molt útil quan Landau va començar a investigar sobre la física de baixes temperatures.
Modança a Kharkiv
Lev Davidovich va tornar a Leningrad el 1931. No obstant això, aviat va decidir traslladar-se a Kharkov, que en aquell moment era la capital d'Ucraïna. Aquí el científic treballava a l'Institut Ucraïnès de Física i Tecnologia, era el cap del seu departament teòric. Al mateix temps, Lev Davidovich era el cap dels departaments de física teòrica de la Universitat de Kharkov i de l'Institut d'Enginyeria i Mecànica de Kharkov. El 1934, l'Acadèmia de Ciències de l'URSS li va concedir el títol de Doctor en Ciències Físiques i Matemàtiques. Per a això, Landau no va necessitar ni defensar una tesi. El títol de professor es va concedir l'any següent a un científic com Lev Landau.
La seva ocupació cobria cada cop més àrees noves de la ciència. Landau a Kharkov va publicar treballs sobre temes com la dispersió del so, l'origen de l'energia estel·lar, la dispersió de la llum, la transferència d'energia durant les col·lisions, la superconductivitat, les propietats magnètiques de diversos materials, etc. Gràcies a això, es va fer conegut com un teòric amb una versatilitat inusual. científicinteressos.
Una característica distintiva de l'obra de Landau
Més tard, quan va aparèixer la física del plasma, el treball de Landau sobre partícules que interactuaven elèctricament va resultar ser molt útil. Prenent en préstec alguns conceptes de la termodinàmica, el científic va expressar una sèrie d'idees innovadores sobre sistemes de baixa temperatura. Cal dir que totes les obres de Landau es caracteritzen per una característica important: l'ús virtuós de l'aparell matemàtic en la recerca de solucions a problemes complexos. Lev Landau va fer una contribució significativa a la teoria quàntica, així com a l'estudi de la interacció i la naturalesa de les partícules elementals.
Escola Lev Landau
El ventall de la seva recerca és realment ampli. Cobreixen gairebé totes les àrees principals de la física teòrica. Gràcies a tanta amplitud dels seus interessos, el científic va atreure a Kharkov molts joves científics amb talent i estudiants dotats. Entre ells hi havia Evgeny Mikhailovich Lifshits, que es va convertir en el col·laborador de Lev Davidovich i el seu amic més proper. L'escola que va créixer al voltant de Lev Landau va convertir Kharkov en un dels principals centres de física teòrica de l'URSS.
El científic estava convençut que un físic teòric hauria d'estar ben versat en totes les àrees d'aquesta ciència. Amb aquesta finalitat, Lev Davidovich va desenvolupar un programa d'entrenament molt estricte. Va anomenar aquest programa "el mínim teòric". Els sol·licitants que volien participar al taller que dirigia havien de complir uns estàndards molt alts. N'hi ha prou amb dir que durant 30 anys, malgrat els moltsdesitjant, només 40 persones van aprovar els exàmens del "teòrum". No obstant això, els que van tenir èxit, Lev Davidovich va dedicar generosament la seva atenció i el seu temps. A més, van tenir total llibertat d'elecció a l'hora d'escollir un tema de recerca.
Creació d'un curs de física teòrica
Landau Lev Davidovich va mantenir relacions amistoses amb el seu personal i els seus estudiants. Van cridar afectuosament el científic Dau. Per ajudar-los el 1935, Lev Davidovich va crear un curs detallat de física teòrica. Va ser publicat per Landau conjuntament amb E. M. Lifshitz i era una sèrie de llibres de text. El seu contingut va ser actualitzat i revisat pels autors durant els propers 20 anys. Aquests llibres han guanyat una immensa popularitat. Han estat traduïts a molts idiomes del món. Actualment, aquests llibres de text es consideren, amb raó, clàssics. El 1962, Landau i Lifshitz van rebre el premi Lenin per la creació d'aquest curs.
Treballar amb Kapitza
Lev Davidovich el 1937 va respondre a la invitació de Peter Kapitza (la seva foto es presenta a continuació) i es va convertir en el cap del departament de física teòrica de l'Institut de Problemes Físics de Moscou, de nova creació en aquell moment. No obstant això, l'any següent el científic va ser detingut. La falsa acusació era que estava espiant per a Alemanya. Només gràcies a la intervenció de Kapitsa, que es va presentar personalment al Kremlin, Lev Landau va ser alliberat.
Quan Landau es va traslladar de Kharkov a Moscou, Kapitsa només estava experimentant amb heli líquid. Si la temperatura baixa per sota dels 4,2 K (absolutla temperatura es mesura en graus Kelvin i es mesura a partir de -273, 18 ° C, és a dir, des del zero absolut), l'heli gasós es converteix en líquid. En aquest estat, s'anomena heli-1. Si baixes la temperatura a 2,17 K, passa a un líquid anomenat heli-2. Té unes propietats molt interessants. L'heli-2 és capaç de fluir pels forats més petits amb facilitat. Sembla com si no tingués cap viscositat. La substància puja per la paret del vaixell, com si la gravetat no hi actués. A més, la seva conductivitat tèrmica supera la conductivitat tèrmica del coure centenars de vegades. Kapitsa va decidir anomenar l'heli-2 un líquid superfluid. Tanmateix, després de la inspecció, va resultar que la seva viscositat no és zero.
Els científics han suggerit que un comportament tan inusual es deu a efectes que no pertanyen a la física clàssica, sinó a la teoria quàntica. Aquests efectes només apareixen a baixes temperatures. Normalment es fan sentir en sòlids, ja que en aquestes condicions la majoria de substàncies es congelen. L'heli és una excepció. Aquesta substància roman líquida fins al zero absolut tret que estigui sotmesa a alta pressió. Laszlo Tissa va suggerir el 1938 que l'heli líquid és en realitat una barreja de dues formes: heli-2 (líquid superfluid) i heli-1 (líquid normal). Quan la temperatura baixa gairebé al zero absolut, el primer es converteix en el component dominant. Aquesta hipòtesi explica l'aparició de diferents viscositats en diferents condicions.
Com va explicar Landau el fenomen de la superfluidesa
Lev Landau, breu biografiaque només descriu els seus principals èxits, va ser capaç d'explicar el fenomen de la superfluidesa, utilitzant un aparell matemàtic completament nou. Altres científics es van basar en la mecànica quàntica, que van utilitzar per analitzar el comportament dels àtoms individuals. Landau, en canvi, considerava els estats quàntics d'un líquid pràcticament de la mateixa manera que si es tractés d'un cos sòlid. Va plantejar la hipòtesi que hi ha dos components de l'excitació o moviment. El primer d'ells són els fonons, que descriuen la propagació rectilínia normal de les ones sonores a baixos valors d'energia i impuls. El segon són els rotons, que descriuen el moviment de rotació. Aquesta última és una manifestació més complexa d'excitacions que es produeix a valors més alts d'energia i impuls. El científic va assenyalar que els fenòmens observats es poden explicar per les contribucions de rotons i fonons i la seva interacció.
Landau va argumentar que l'heli líquid es pot considerar com un component "normal", que està immers en un "fons" superfluid. Com es pot explicar el fet que l'heli líquid surti per un buit estret? El científic va assenyalar que només flueix el component superfluid en aquest cas. I els rotons i els fonons xoquen amb les parets que els subjecten.
El significat de la teoria de Landau
La teoria de Landau, així com les seves millores posteriors, van tenir un paper molt important en la ciència. No només van explicar els fenòmens observats, sinó que també van predir alguns altres. Un exemple és la propagació de dues ones que tenen propietats diferents i s'anomenen primer i segon so. El primer so ésones sonores ordinàries, mentre que la segona és una ona de temperatura. Gràcies a la teoria creada per Landau, els científics van poder fer progressos significatius en la comprensió de la naturalesa de la superconductivitat.
Segona Guerra Mundial i anys de postguerra
Lev Davidovich durant la Segona Guerra Mundial es va dedicar a l'estudi de les explosions i la combustió. En particular, estava interessat en les ones de xoc. Després del maig de 1945 i fins al 1962, el científic va treballar en diferents tasques. En particular, va investigar el rar isòtop de l'heli, que té una massa atòmica de 3 (normalment la seva massa és de 4). Lev Davidovich va predir l'existència d'un nou tipus de propagació d'ones per a aquest isòtop. "So zero": així ho va anomenar Lev Davidovich Landau. La seva biografia està marcada, a més, per la participació en la creació de la bomba atòmica a l'URSS.
Accident de cotxe, premi Nobel i els últims anys de vida
Als 53 anys va patir un accident de trànsit, com a conseqüència del qual va resultar ferit greu. Molts metges de l'URSS, França, Canadà, Txecoslovàquia van lluitar per la vida d'un científic. Va estar inconscient durant 6 setmanes. Durant tres mesos després de l'accident de cotxe, Lev Landau ni tan sols va reconèixer els seus familiars. El 1962 se li va concedir el Premi Nobel. Tanmateix, per motius de salut, no va poder viatjar a Estocolm per rebre-la. A la foto de sota podeu veure L. Landau amb la seva dona a l'hospital.
El premi es va lliurar a un científic de Moscou. Després d'això, Lev Davidovich va viure 6 anys més, però mai va tornar a la investigació.smog. Lev Landau va morir a Moscou com a conseqüència de les complicacions de les seves ferides.
Família Landau
El científic el 1937 es va casar amb Concordia Drobantseva, enginyera de processos de la indústria alimentària. Aquesta dona era de Kharkov. Els anys de la seva vida són 1908-1984. A la família va néixer un fill, que més tard es va convertir en físic experimental i va treballar a l'Institut de Problemes Físics. La foto de sota mostra L. Landau amb el seu fill.
Això és tot el que hi ha a dir sobre un científic com Lev Landau. La seva biografia, per descomptat, inclou només els fets bàsics. Les teories que va crear són força complexes per al lector no preparat. Per tant, l'article només parla breument del que Lev Landau es va fer famós. La biografia i els èxits d'aquest científic encara són de gran interès a tot el món.
