Lev Landau (eluaastad – 1908–1968) – suur Nõukogude füüsik, Bakuu põliselanik. Tal on palju huvitavaid uuringuid ja avastusi. Kas saate vastata küsimusele, miks Lev Landau Nobeli preemia sai? Selles artiklis räägime tema saavutustest ja eluloo peamistest faktidest.
Lev Landau päritolu
Sellisest teadlasest nagu Lev Landau võib rääkida pik alt. Selle füüsiku eluaastad, amet ja saavutused - kõik see huvitab kindlasti lugejaid. Alustame päris algusest – tulevase teadlase päritolust.
Ta sündis Lyubovi ja David Landau perre. Tema isa oli tuntud naftainsener. Ta töötas naftaväljadel. Mis puutub tema ema, siis ta oli elukutselt arst. On teada, et see naine viis läbi füsioloogilisi uuringuid. Ilmselt pärines Lev Landau intelligentsest perekonnast. Tema vanemast õest sai muide keemiainsener.
Õpiaastad
Lev Davidovitš läks keskkooli, mille lõpetas suurepäraselt 13-aastaselt. Tema vanemad tundsid, et nende poeg on endiselt väganoored kõrghariduse saamiseks. Seetõttu otsustasid nad saata ta üheks aastaks Bakuu majanduskolledžisse. Seejärel, 1922. aastal, võeti ta vastu Bakuu ülikooli. Siin õppis Lev Landau keemiat ja füüsikat. Kaks aastat hiljem läks Lev Davidovitš üle Leningradi ülikooli füüsikateaduskonda.
Esimesed uurimistööd, magistrikool
Üheksateistkümneaastaselt oli Landaust saanud juba nelja avaldatud teadusartikli autor. Ühes neist töödest kasutati esimest korda nn tihedusmaatriksit. Seda terminit kasutatakse tänapäeval laialdaselt. See kirjeldab kvantenergia olekuid. Landau lõpetas ülikooli 1927. aastal. Seejärel astus ta aspirantuuri, valides Leningradi Füüsika ja Tehnoloogia Instituudi. Selles õppeasutuses töötas ta kvantelektrodünaamika ja elektronide magnetiteooriaga.
Ärireis
Ajavahemikul 1929–1931 oli Lev Landau teaduslikul missioonil. Selle teadlase eluaastad, amet ja saavutused on seotud tiheda koostööga väliskolleegidega. Nii külastas ta tööreisil Šveitsi, Saksamaad, Hollandit, Inglismaad ja Taanit. Nende aastate jooksul kohtus ja tutvus ta kvantmehaanika rajajatega, mis siis alles tekkimas oli. Teadlaste seas, kellega Landau kohtus, olid Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg ja Niels Bohr. Viimase suhtes säilitas Lev Davidovitš sõbralikke tundeid kogu ülejäänud eluks. Sellel teadlasel oli Landaule eriti tugev mõju.
Lev Davidovitš, olles tagapiiri, viis läbi olulisi vabade elektronide (nende magnetiliste omaduste) uuringuid. Lisaks viis ta koos Peierlsiga läbi ka relativistliku kvantmehaanika uuringuid. Tänu nendele töödele hakati Lev Landau, kelle amet väliskolleegidele huvi pakkus, pidama üheks juhtivaks teoreetiliseks füüsikuks. Teadlane õppis, kuidas käsitleda väga keerulisi teoreetilisi süsteeme. Tuleb märkida, et hiljem oli see oskus talle väga kasulik, kui Landau hakkas madala temperatuuriga füüsikat uurima.
Kharkivisse kolimine
Lev Davidovitš naasis Leningradi 1931. aastal. Peagi otsustas ta aga kolida Harkovisse, mis tol ajal oli Ukraina pealinn. Siin töötas teadlane Ukraina Füüsika ja Tehnoloogia Instituudis, oli selle teoreetilise osakonna juhataja. Samal ajal oli Lev Davidovitš Harkovi ülikooli ja Harkovi inseneri- ja mehaanikainstituudi teoreetilise füüsika osakonna juhataja. 1934. aastal andis NSV Liidu Teaduste Akadeemia talle füüsika-matemaatikateaduste doktori kraadi. Selleks polnud Landaul vaja isegi väitekirja kaitsta. Professori tiitli sai järgmisel aastal selline teadlane nagu Lev Landau.
Tema amet hõlmas üha uusi teadusvaldkondi. Landau Harkovis avaldas töid sellistel teemadel nagu heli dispersioon, tähtede energia tekkimine, valguse hajumine, kokkupõrgetel tekkiv energiaülekanne, ülijuhtivus, erinevate materjalide magnetilised omadused jne. Tänu sellele sai ta tuntuks ebatavaliselt mitmekülgse teoreetikuna. teaduslikhuvid.
Landau loomingu eripärane joon
Hiljem, kui plasmafüüsika ilmus, osutus Landau töö elektriliselt interakteeruvate osakeste kohta väga kasulikuks. Laenates mõningaid termodünaamika kontseptsioone, avaldas teadlane mitmeid uuenduslikke ideid madala temperatuuriga süsteemide kohta. Peab ütlema, et kõiki Landau teoseid iseloomustab üks oluline tunnus – matemaatilise aparaadi virtuoosne kasutamine keerulistele probleemidele lahenduste otsimisel. Lev Landau andis olulise panuse kvantteooriasse, samuti elementaarosakeste vastastikmõju ja olemuse uurimisse.
Lev Landau kool
Tema uurimistöö ulatus on tõeliselt lai. Need hõlmavad peaaegu kõiki peamisi teoreetilise füüsika valdkondi. Tänu oma huvide laiusele meelitas teadlane Harkovisse palju andekaid noori teadlasi ja andekaid õpilasi. Nende hulgas oli Jevgeni Mihhailovitš Lifshits, kellest sai Lev Davidovitši kaastööline ja tema lähim sõber. Lev Landau ümber kasvanud kool muutis Harkovi üheks juhtivaks teoreetilise füüsika keskuseks NSV Liidus.
Teadlane oli veendunud, et teoreetiline füüsik peaks olema põhjalikult kursis selle teaduse kõigi valdkondadega. Selleks töötas Lev Davidovitš välja väga range koolitusprogrammi. Ta nimetas seda programmi "teoreetiliseks miinimumiks". Taotlejad, kes soovisid tema juhitud töötoas osaleda, pidid vastama väga kõrgetele standarditele. Piisab, kui öelda, et 30 aastat, hoolimata paljudestsoovi korral sooritas "teooriumi" eksamid vaid 40 inimest. Kuid need, kellel see õnnestus, pühendas Lev Davidovitš heldelt oma tähelepanu ja aega. Lisaks anti neile uurimisteema valikul täielik valikuvabadus.
Teoreetilise füüsika kursuse loomine
Landau Lev Davidovitš säilitas oma töötajate ja õpilastega sõbralikud suhted. Nad kutsusid teadlast hellitav alt Dauks. Nende abistamiseks lõi Lev Davidovitš 1935. aastal üksikasjaliku teoreetilise füüsika kursuse. Selle andis välja Landau koos E. M. Lifshitziga ja see oli õpikute sari. Autorid uuendasid ja muutsid nende sisu järgmise 20 aasta jooksul. Need raamatud on saavutanud tohutu populaarsuse. Neid on tõlgitud paljudesse maailma keeltesse. Praegu peetakse neid õpikuid õigustatult klassikaks. 1962. aastal said Landau ja Lifshitz selle kursuse loomise eest Lenini preemia.
Kapitzaga töötamine
Lev Davidovitš vastas 1937. aastal Peter Kapitza kutsele (tema foto on esitatud allpool) ja temast sai sel ajal vastloodud Moskva Füüsikaliste Probleemide Instituudi teoreetilise füüsika osakonna juhataja. Järgmisel aastal teadlane aga arreteeriti. Valesüüdistus seisnes selles, et ta luuras Saksamaa kasuks. Ainult tänu Kremlile isiklikult pöördunud Kapitsa sekkumisele vabastati Lev Landau.
Kui Landau kolis Harkovist Moskvasse, katsetas Kapitsa just vedela heeliumiga. Kui temperatuur langeb alla 4,2 K (absoluutnetemperatuuri mõõdetakse Kelvini kraadides ja seda mõõdetakse alates -273, 18 ° C, see tähendab absoluutsest nullist), muutub gaasiline heelium vedelikuks. Selles olekus nimetatakse seda heelium-1-ks. Kui alandate temperatuuri 2,17 K-ni, läheb see vedelikuks nimega heelium-2. Sellel on mõned väga huvitavad omadused. Heelium-2 suudab kergesti voolata läbi väikseimate aukude. Tundub, nagu poleks tal üldse viskoossust. Aine tõuseb mööda anuma seina üles, justkui gravitatsioon sellele ei mõjuks. Lisaks ületab selle soojusjuhtivus vase soojusjuhtivust sadu kordi. Kapitsa otsustas nimetada heelium-2 ülivedelaks vedelikuks. Kontrollimisel aga selgus, et selle viskoossus ei ole null.
Teadlased on oletanud, et selline ebatavaline käitumine on tingitud efektidest, mis ei kuulu klassikalise füüsika, vaid kvantteooria alla. Need mõjud ilmnevad ainult madalatel temperatuuridel. Tavaliselt annavad nad end tahkes aines tunda, kuna sellistes tingimustes enamik aineid külmub. Heelium on erand. See aine jääb vedelaks absoluutse nullini, kui sellele ei avaldata kõrget rõhku. Laszlo Tissa väitis 1938. aastal, et vedel heelium on tegelikult segu kahest vormist: heelium-2 (ülivedelik vedelik) ja heelium-1 (tavaline vedelik). Kui temperatuur langeb peaaegu absoluutse nullini, muutub esimene domineerivaks komponendiks. See hüpotees selgitab erinevate viskoossuste ilmnemist erinevates tingimustes.
Kuidas Landau seletas ülivoolavuse fenomeni
Lev Landau, lühike elulugumis kirjeldab ainult tema peamisi saavutusi, suutis seletada ülivoolavuse fenomeni, kasutades selleks täiesti uut matemaatilist aparaadi. Teised teadlased toetusid kvantmehaanikale, mida nad kasutasid üksikute aatomite käitumise analüüsimiseks. Landau seevastu käsitles vedeliku kvantolekuid praktiliselt samamoodi, nagu oleks tegemist tahke kehaga. Ta püstitas hüpoteesi, et erutusel ehk liikumisel on kaks komponenti. Esimesed neist on fononid, mis kirjeldavad helilainete normaalset sirgjoonelist levikut madalate energia- ja impulsiväärtuste juures. Teine on rotonid, mis kirjeldavad pöörlevat liikumist. Viimane on ergastuste keerulisem ilming, mis ilmneb suuremate energia- ja impulsiväärtuste korral. Teadlane märkis, et vaadeldud nähtusi saab seletada rotonite ja fononite panuse ning nende vastasmõjuga.
Landau väitis, et vedelat heeliumi võib pidada "tavaliseks" komponendiks, mis on sukeldatud ülivedelasse "tausta". Kuidas seletada asjaolu, et vedel heelium voolab välja kitsa pilu kaudu? Teadlane märkis, et sel juhul voolab ainult ülivedelik komponent. Ja rotonid ja fononid põrkuvad kokku neid hoidvate seintega.
Landau teooria tähendus
Landau teooria ja selle edasised täiustused mängisid teaduses väga olulist rolli. Nad mitte ainult ei selgitanud vaadeldud nähtusi, vaid ennustasid ka mõnda muud. Üks näide on kahe laine levimine, millel on erinevad omadused ja mida nimetatakse esimeseks ja teiseks heliks. Esimene heli ontavalised helilained, teine aga temperatuurilaine. Tänu Landau loodud teooriale suutsid teadlased ülijuhtivuse olemuse mõistmisel teha olulisi edusamme.
Teine maailmasõda ja sõjajärgsed aastad
Lev Davidovitš tegeles Teise maailmasõja ajal plahvatuste ja põlemise uurimisega. Eelkõige huvitasid teda lööklained. Pärast 1945. aasta maid ja kuni 1962. aastani töötas teadlane erinevate ülesannetega. Eelkõige uuris ta haruldast heeliumi isotoopi, mille aatommass on 3 (tavaliselt on selle mass 4). Lev Davidovitš ennustas selle isotoobi jaoks uut tüüpi laine levikut. "Nullheli" - nii nimetas seda Lev Davidovich Landau. Tema elulugu iseloomustab lisaks osalemine NSV Liidus aatomipommi loomises.
Autoõnnetus, Nobeli preemia ja viimased eluaastad
53-aastaselt sattus ta autoõnnetusse, mille tagajärjel sai raskelt vigastada. Paljud arstid NSV Liidust, Prantsusma alt, Kanadast ja Tšehhoslovakkiast võitlesid teadlase elu eest. Ta oli 6 nädalat teadvuseta. Kolm kuud pärast autoõnnetust ei tundnud Lev Landau isegi oma sugulasi ära. Nobeli preemia anti talle 1962. aastal. Tervislikel põhjustel ei saanud ta aga Stockholmi seda vastu võtma sõita. Alloleval fotol näete L. Landau koos oma naisega haiglas.
Auhind anti Moskvas üle teadlasele. Pärast seda elas Lev Davidovitš veel 6 aastat, kuid ta ei naasnud enam teadustöösse.sudu. Lev Landau suri Moskvas vigastuste tagajärjel tekkinud tüsistuste tagajärjel.
Landau perekond
Teadlane abiellus 1937. aastal toiduainetööstuse protsessiinseneri Concordia Drobantsevaga. See naine oli pärit Harkovist. Tema eluaastad on 1908-1984. Perre sündis poeg, kellest sai hiljem eksperimentaalfüüsik ja kes töötas füüsikaprobleemide instituudis. Alloleval fotol on L. Landau koos oma pojaga.
See on kõik, mida saab öelda sellise teadlase nagu Lev Landau kohta. Tema elulugu sisaldab loomulikult ainult põhifakte. Tema loodud teooriad on ettevalmistamata lugeja jaoks üsna keerulised. Seetõttu räägitakse artiklis vaid põgus alt sellest, millega Lev Landau kuulsaks sai. Selle teadlase elulugu ja saavutused pakuvad endiselt suurt huvi kogu maailmas.
