stringtranslate.com

Лев Ландау

Лев Давидович Ландау ( 22 января 1908 — 1 апреля 1968) — советский физик , внёсший фундаментальный вклад во многие области теоретической физики . [1] [ 2 ] [3] Он считался одним из последних учёных , которые были универсально сведущими и внесли основополагающий вклад во все разделы физики.

Его достижения включают независимое совместное открытие метода матрицы плотности [4] [5] в квантовой механике (вместе с Джоном фон Нейманом ) , квантово-механической теории диамагнетизма , теории сверхтекучести , теории фазовых переходов второго рода , изобретение техники параметра порядка , [6] теории сверхпроводимости Гинзбурга –Ландау , теории ферми-жидкостей , объяснения затухания Ландау в физике плазмы , полюса Ландау в квантовой электродинамике , двухкомпонентной теории нейтрино и уравнений Ландау для сингулярностей S -матрицы . [7] Он получил Нобелевскую премию по физике 1962 года за разработку математической теории сверхтекучести , которая учитывает свойства жидкого гелия II при температуре ниже 2,17  К (−270,98  °С ). [8]

Жизнь

Ранние годы

Семья Ландау в 1910 году
Молодой Ландау в 1914 году

Ландау родился 22 января 1908 года в семье евреев [8] [9] [10] [11] в Баку , Российская империя , на территории нынешнего Азербайджана . Отец Ландау, Давид Львович Ландау, был инженером местной нефтяной промышленности, а мать, Любовь Вениаминовна Гаркави-Ландау, была врачом. Оба приехали в Баку из Могилева и оба окончили Могилевскую гимназию. [12] [13] Он изучил дифференциальное исчисление в возрасте 12 лет и интегральное исчисление в возрасте 13 лет. Ландау окончил гимназию в 1920 году в возрасте 13 лет . Его родители посчитали его слишком молодым для поступления в университет, поэтому в течение года он учился в Бакинском экономическом техникуме. В 1922 году, в возрасте 14 лет, он поступил в Бакинский государственный университет , обучаясь одновременно на двух факультетах: физико-математическом и химическом. Впоследствии он прекратил изучать химию, но сохранил интерес к этой области на протяжении всей своей жизни.

Ленинград и Европа

В 1924 году он переехал в главный центр советской физики того времени: физический факультет Ленинградского государственного университета , где он посвятил себя изучению теоретической физики, окончив его в 1927 году. Впоследствии Ландау поступил в аспирантуру Ленинградского физико-технического института , где в конечном итоге получил степень доктора физико-математических наук в 1934 году. [14] Ландау получил свой первый шанс поехать за границу в период 1929–1931 годов по стипендии советского правительства — Народного комиссариата по просвещению — и стипендии Фонда Рокфеллера . К тому времени он свободно говорил на немецком и французском языках и мог общаться на английском языке. [15] Позже он улучшил свой английский и выучил датский. [16]

После кратковременного пребывания в Гёттингене и Лейпциге , 8 апреля 1930 года он отправился в Копенгаген , чтобы работать в Институте теоретической физики Нильса Бора . Он оставался там до 3 мая того же года. После визита Ландау всегда считал себя учеником Нильса Бора , и подход Ландау к физике во многом был под влиянием Бора. После своего пребывания в Копенгагене он посетил Кембридж (середина 1930 года), где он работал с Полем Дираком [17] , Копенгаген (сентябрь-ноябрь 1930 года), [18] и Цюрих (декабрь 1930 года - январь 1931 года), где он работал с Вольфгангом Паули [17] . Из Цюриха Ландау вернулся в Копенгаген в третий раз [19] и оставался там с 25 февраля по 19 марта 1931 года, прежде чем вернуться в Ленинград в том же году. [20]

Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт», Харьков

Между 1932 и 1937 годами Ландау возглавлял кафедру теоретической физики в Национальном научном центре Харьковский физико-технический институт , а также читал лекции в Харьковском университете и Харьковском политехническом институте . Помимо своих теоретических достижений, Ландау был главным основателем великой традиции теоретической физики в Харькове , Украина, которую иногда называют «школой Ландау». В Харькове он и его друг и бывший студент Евгений Лифшиц начали писать Курс теоретической физики , десять томов, которые вместе охватывают весь предмет и до сих пор широко используются в качестве учебников по физике для аспирантов . Во время Большого террора Ландау был расследован в рамках дела УФТИ в Харькове, но ему удалось уехать в Москву, чтобы занять новую должность. [3]

Ландау разработал знаменитый всеобъемлющий экзамен под названием «Теоретический минимум», который студенты должны были сдать перед поступлением в школу. Экзамен охватывал все аспекты теоретической физики, и между 1934 и 1961 годами его сдали только 43 кандидата, но те, кто справился, впоследствии стали весьма заметными физиками-теоретиками. [21] [22]

В 1932 году Ландау вычислил предел Чандрасекара ; [23] однако, он не применил его к белым карликам. [24]

Институт Физических Проблем, Москва

В Харьковском институте, 1934 г.
Фото в тюрьме, 1938-1939 гг.

С 1937 по 1962 год Ландау был заведующим теоретическим отделом Института физических проблем . [25]

27 апреля 1938 года Ландау был арестован за листовку , в которой сравнивался сталинизм с немецким нацизмом и итальянским фашизмом . [3] [26] Он содержался в тюрьме НКВД на Лубянке до своего освобождения 29 апреля 1939 года после того, как Петр Капица ( физик- экспериментатор по низким температурам, основатель и руководитель института) и Бор написали письма Иосифу Сталину . [27] [28] Капица лично поручился за поведение Ландау и пригрозил уйти из института, если Ландау не освободят. [29] После освобождения Ландау обнаружил, как объяснить сверхтекучесть Капицы с помощью звуковых волн, или фононов , и нового возбуждения, называемого ротоном . [3]

Ландау возглавлял группу математиков, поддерживающих разработку советской атомной и водородной бомбы. Он рассчитал динамику первой советской термоядерной бомбы, включая предсказание мощности . За эту работу Ландау получил Сталинскую премию в 1949 и 1953 годах, а в 1954 году ему было присвоено звание « Герой Социалистического Труда ». [3]

Среди учеников Ландау были Лев Питаевский , Алексей Абрикосов , Александр Ахиезер , Игорь Дзялошинский , Евгений Лифшиц , Лев Горьков , Исаак Халатников , Роальд Сагдеев и Исаак Померанчук .

Научные достижения

Достижения Ландау включают независимое совместное открытие метода матрицы плотности в квантовой механике (совместно с Джоном фон Нейманом), квантово-механической теории диамагнетизма , теории сверхтекучести , теории фазовых переходов второго рода , теории сверхпроводимости Гинзбурга–Ландау , теории ферми-жидкостей , объяснение затухания Ландау в физике плазмы, полюса Ландау в квантовой электродинамике, двухкомпонентной теории нейтрино, объяснение неустойчивости пламени ( неустойчивости Дарье–Ландау ) и уравнений Ландау для особенностей S-матрицы.

Ландау получил Нобелевскую премию по физике 1962 года за разработку математической теории сверхтекучести, которая объясняет свойства жидкого гелия II при температуре ниже 2,17 К (−270,98 °C)». [30]

Личная жизнь и взгляды

В 1937 году Ландау женился на Коре Т. Дробанцевой из Харькова. [31] Их сын Игорь (1946–2011) стал физиком-теоретиком. Лев Ландау верил в « свободную любовь », а не в моногамию, и поощрял свою жену и своих учеников практиковать «свободную любовь». Однако его жена не была в восторге. [3]

Ландау был атеистом. [32] [33] [34] В 1957 году в длинном докладе Центральному Комитету КПСС от КГБ были зафиксированы взгляды Ландау на Венгерское восстание 1956 года , Владимира Ленина и то, что он называл «красным фашизмом». [35] Хендрик Казимир вспоминает его как страстного коммуниста, воодушевленного своей революционной идеологией. Стремление Ландау к созданию советской науки было отчасти обусловлено его преданностью социализму. В 1935 году он опубликовал статью под названием «Буржуазия и современная физика» в советской газете « Известия» , в которой он критиковал религиозные суеверия и господство капитала, которые он считал буржуазными тенденциями, ссылаясь на «беспрецедентные возможности для развития физики в нашей стране, предоставленные партией и правительством». [3]

Последние годы

7 января 1962 года автомобиль Ландау столкнулся с приближающимся грузовиком. Он был тяжело ранен и провел два месяца в коме . Хотя Ландау во многом поправился, его научное творчество было уничтожено, [25] и он так и не вернулся полностью к научной работе. Его травмы помешали ему лично принять Нобелевскую премию по физике 1962 года. [36]

На протяжении всей своей жизни Ландау был известен своим острым юмором, как это иллюстрирует следующий диалог с психологом Александром Лурией , который пытался проверить возможное повреждение мозга, пока Ландау восстанавливался после автокатастрофы: [16] [37]

Лурия: «Пожалуйста, нарисуйте мне круг»
Ландау рисует крест
Лурия: «Хм, а теперь нарисуй мне крест».
Ландау рисует круг
Лурия: «Ландау, почему ты не делаешь то, о чем я прошу?»
Ландау: «Если бы я это сделал, вы могли бы подумать, что я стал умственно отсталым».

В 1965 году бывшие ученики и сотрудники Ландау основали в подмосковном городе Черноголовка Институт теоретической физики имени Ландау , который в течение последующих трех десятилетий возглавлял Исаак Халатников .

В июне 1965 года Лев Ландау и Евсей Либерман опубликовали письмо в New York Times , в котором заявили, что как советские евреи они выступают против вмешательства США в интересах студенческой борьбы за советское еврейство . [38] Однако есть сомнения, что Ландау был автором этого письма. [39]

Смерть

Ландау умер 1 апреля 1968 года в возрасте 60 лет от осложнений травм, полученных в автокатастрофе шестью годами ранее. Похоронен на Новодевичьем кладбище . [40]

Области вклада

Педагогика

Наследие

Памятная российская серебряная монета, посвященная 100-летию со дня рождения Ландау
Ландау в 1962 году [16] на украинской марке 2010 года

В его честь названы два небесных объекта:

В его честь названа высшая премия Российской академии наук по теоретической физике:

22 января 2019 года Google отпраздновал 111-й день рождения Ландау, создав Google Doodle . [42]

Премия Ландау-Шпицера (Американское физическое общество), которая отмечает выдающийся вклад в физику плазмы и европейско-американское сотрудничество, названа частично в его честь. [43]

Рейтинг физиков Ландау

Ландау вел список имен физиков , которых он ранжировал по логарифмической шкале производительности от 0 до 5. [44] [45] Самый высокий рейтинг, 0, был присвоен Исааку Ньютону . Альберт Эйнштейн имел рейтинг 0,5. Ранг 1 был присвоен отцам-основателям квантовой механики Нильсу Бору , Вернеру Гейзенбергу , Сатьендре Нату Бозе , Полу Дираку и Эрвину Шредингеру и другим, в то время как члены ранга 5 считались «патологами». [46] Ландау ранжировал себя как 2,5, но позже повысил до 2. Н. Дэвид Мермин , писавший о Ландау, ссылался на шкалу и ранжировал себя в четвертом дивизионе в статье «Моя жизнь с Ландау: дань уважения 4,5 к 2». [47] [45] [48]

В популярной культуре

Работы

Ландау написал свою первую статью «О выводе уравнения Клейна–Фока» в соавторстве с Дмитрием Иваненко в 1926 году, когда ему было 18 лет. Его последняя статья под названием « Фундаментальные проблемы» появилась в 1960 году в отредактированной версии дани уважения Вольфгангу Паули . Полный список работ Ландау появился в 1998 году в российском журнале «Успехи физических наук» . [52] Ландау позволил бы указать себя в качестве соавтора журнальной статьи при двух условиях: 1) он выдвинул идею работы, частично или полностью, и 2) он выполнил хотя бы некоторые расчеты, представленные в статье. Следовательно, он удалил свое имя из многочисленных публикаций своих студентов, где его вклад был менее значительным. [49]

Курс теоретической физики

Ландау и Лифшиц предположили в третьем томе Курса теоретической физики , что в тогдашней стандартной периодической таблице была ошибка, и что лютеций следует рассматривать как элемент d-блока, а не f-блока. Их предположение было полностью подтверждено более поздними открытиями, [53] [54] [55] [56] и в 1988 году было одобрено докладом Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК). [57]

Другой

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Макколи, Мартин (1997). Кто есть кто в России с 1900 года . Routledge. стр. 128. Ландау, Лев Давыдович (1908-68), блестящий советский физик-теоретик, родившийся в еврейской семье в Баку и окончивший Ленинградский государственный университет в 1927 году.
  2. ^ Зубок, Владислав (2012). «Советские интеллектуалы после смерти Сталина и их видения конца холодной войны». В Бозо, Фредерик ; Рей, Мари-Пьер; Ротер, Бернд; Ладлоу, Н. Пирс (ред.). Видения конца холодной войны в Европе, 1945-1990 . Berghahn Books. стр. 78.
  3. ^ abcdefg Горелик, Геннадий (август 1997). "Совершенно секретная жизнь Льва Ландау". Scientific American . 277 (2): 72–77. Bibcode :1997SciAm.277b..72G. doi :10.1038/scientificamerican0897-72. JSTOR  24995874. Архивировано из оригинала 18 июня 2018 года . Получено 18 июня 2018 года .
  4. ^ Лев Ландау (1927). «Das Dämpfungsproblem in der Wellenmechanik (Проблема затухания в волновой механике)». Zeitschrift für Physik . 45 (5–6): 430–441. Бибкод : 1927ZPhy...45..430L. дои : 10.1007/bf01343064. S2CID  125732617.Английский перевод перепечатан в: D. Ter Haar, ed. (1965). Сборник статей Л. Д. Ландау . Оксфорд: Pergamon Press.
  5. ^ Шлютер, Михаэль; Лу Джеу Шам (1982). "Теория функционала плотности". Physics Today . 35 (2): 36. Bibcode : 1982PhT....35b..36S. doi : 10.1063/1.2914933. S2CID  126232754. Архивировано из оригинала 15 апреля 2013 г.
  6. Фишер, Майкл Э. (1 апреля 1998 г.). «Теория ренормализационной группы: ее основа и формулировка в статистической физике». Reviews of Modern Physics . 70 (2): 653–681. Bibcode : 1998RvMP...70..653F. doi : 10.1103/RevModPhys.70.653.
  7. ^ Шифман, М., ред. (2013). Под чарами Ландау: когда теоретическая физика формировала судьбы . World Scientific. doi : 10.1142/8641. ISBN 978-981-4436-56-4.
  8. ^ ab Капица, ПЛ; Лифшиц, ЭМ (1969). «Лев Давидович Ландау 1908–1968». Биографические воспоминания членов Королевского общества . 15 : 140–158. doi : 10.1098/rsbm.1969.0007 .
  9. ^ Мартин Гилберт , Евреи в двадцатом веке: иллюстрированная история , Schocken Books, 2001, ISBN 0805241906 стр. 284 
  10. Frontiers of physics: materials of the Landau Memorial Conference , Тель-Авив, Израиль, 6–10 июня 1988 г. (Pergamon Press, 1990) ISBN 0080369391 , стр. 13–14 
  11. ^ Эдвард Теллер, Мемуары: Путешествие в науку и политику двадцатого века , Basic Books 2002, ISBN 0738207780 стр. 124 
  12. ^ "Великий бакинец Лев Ландау". Вестник Кавказа . Архивировано из оригинала 10 июня 2019 года . Получено 22 января 2019 года .
  13. ^ "Выпускники Могилевской гимназии". www.petergen.com . Проверено 22 ноября 2022 г.
  14. ^ Франтишек Яноух, Лев Ландау: Портрет физика-теоретика, 1908–1988 , Научно-исследовательский институт физики, 1988, стр. 17.
  15. ^ Румер, Юрий . ЛАНДАУ. berkovich-zametki.com
  16. ^ abc Бессараб, Майя (1971) Страницы жизни Ландау. Московский рабочий . Москва
  17. ^ ab Mehra, Jagdish (2001) Золотой век теоретической физики , коробочный комплект из 2 томов, World Scientific, стр. 952. ISBN 9810243421
  18. В этот период Ландау посетил Копенгаген трижды: с 8 апреля по 3 мая 1930 года, с 20 сентября по 22 ноября 1930 года и с 25 февраля по 19 марта 1931 года (см. биографию Льва Ландау – MacTutor History of Mathematics).
  19. ^ Сайкс, Дж. Б. (2013) Ландау: Физик и человек: Воспоминания Л. Д. Ландау , Elsevier, стр. 81. ISBN 9781483286884
  20. ^ Гензель, П.; Потехин, А.Ю. и Яковлев, Д.Г. (2007) Нейтронные звезды 1: Уравнение состояния и структуры , Springer Science & Business Media, стр. 2. ISBN 0387335439
  21. ^ Бланделл, Стивен Дж. (2009). Сверхпроводимость: Очень краткое введение. Oxford U. Press. стр. 67. ISBN 9780191579097.
  22. ^ Иоффе, Борис Л. (25 апреля 2002 г.). «Теоретический минимум Ландау, семинар Ландау, ИТЭФ в начале 1950-х годов». arXiv : hep-ph/0204295v1 . Bibcode :2002hep.ph....4295I. {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  23. О теории звезд, в сборнике трудов Л. Д. Ландау , под ред. и с введением Д. тер Хаара , Нью-Йорк: Гордон и Брич, 1965; первоначально опубликовано в Phys. Z. Sowjet. 1 (1932), 285.
  24. ^ Яковлев, Дмитрий; Гензель, Павел (2013). «Лев Ландау и концепция нейтронных звезд». Успехи физических наук . 56 (3): 289–295. arXiv : 1210.0682 . Bibcode :2013PhyU...56..289Y. doi :10.3367/UFNe.0183.201303f.0307. S2CID  119282067.
  25. ^ ab Дорожинск, Александр (1965). Человек, которому они не дали умереть .
  26. ^ Музей-кабинет Петра Леонидовича Капицы (Мемориальный музей-кабинет Петра Капицы), Академик Капица: Биографический очерк (биографический очерк академика Капицы) .
  27. ^ О'Коннор, 2014
  28. ^ Яковлев, 2012
  29. Ричард Роудс , «Тёмное солнце: создание водородной бомбы», издательство Simon & Schuster, 1995, ISBN 0684824140, стр. 33. 
  30. ^ "Лев Давидович Ландау, советский физик и лауреат Нобелевской премии". Physics Today . 57 (2): 62. 2004. Bibcode : 2004PhT....57Q..62.. doi : 10.1063/1.2408530.
  31. ^ Петр Леонидович Капица , Эксперимент, теория, практика: статьи и выступления , Springer, 1980, ISBN 9027710619 , стр. 329. 
  32. ^ Шефер, Генри Ф. (2003). Наука и христианство: конфликт или согласованность?. Apollos Trust. стр. 9. ISBN 9780974297507. Я привожу здесь два примера выдающихся атеистов. Первый — Лев Ландау, самый блестящий советский физик двадцатого века.
  33. ^ "Лев Ландау". Soylent Communications. 2012. Получено 7 мая 2013 .
  34. ^ Джеймс Д. Паттерсон; Бернард К. Бейли (20 февраля 2019 г.). Физика твердого тела: Введение в теорию . Лев Ландау - Советский гроссмейстер: Springer. стр. 190. ISBN 9783319753225. Теоретический минимум Ландау был знаменит, и только около сорока студентов сдали его в его время. Это был вступительный экзамен Ландау по теоретической физике. Он содержал то, что Ландау считал необходимым для работы в этой области. Как и многие физики советской эпохи, он был атеистом.
  35. 19 декабря 1957 г.* (без номера). Архив Буковского.
  36. Речь профессора И. Валлера, члена Шведской академии наук, на вручении Нобелевской премии. Nobelprize.org. Получено 28 января 2012 г.
  37. Воспоминания Коры Дробанцевой, глава 38 «Как мы жили»; эпизод с Александром Лурией (в оригинальном русском тексте именуется Лурье ), проверяющим Льва Ландау на интеллектуальные способности
  38. ^ Яаков Рои, Борьба за советскую еврейскую эмиграцию, 1948–1967, Cambridge University Press 2003, ISBN 0521522447 стр. 199 
  39. ^ «Если нужен вор, его и с виселицы снимают»
  40. Обелиск на Новодевичьем кладбище. novodevichye.com (26 октября 2008 г.). Получено 28 января 2012 г.
  41. ^ Шмадель, Лутц Д. (2003). Словарь названий малых планет (5-е изд.). Спрингер Верлаг . п. 174. ИСБН 3-540-00238-3.
  42. Best, Shivali (22 января 2019 г.). "Google Doodle празднует 111-й день рождения физика-теоретика Льва Ландау". зеркало . Получено 22 января 2019 г. .
  43. ^ "Премия Ландау-Шпицера". APS.org . Американское физическое общество .
  44. ^ Ли, Цзичао; Инь, Иань; Фортунато, Санто; Ван, Дашунь (18 апреля 2019 г.). «Нобелевские лауреаты почти такие же, как мы». Nature Reviews Physics . 1 (5): 301–303. Bibcode : 2019NatRP...1..301L. doi : 10.1038/s42254-019-0057-z . Получено 9 апреля 2024 г.
  45. ^ ab Hey, Tony (1997). Зеркало Эйнштейна . Cambridge University Press . стр. 1. ISBN 0-521-43532-3.
  46. ^ Анна Ливанова (1983). Ландау [ Ландау ] (на русском языке) (2-е расширенное изд.). Знание . Проверено 1 августа 2022 г.
  47. ^ Н. Дэвид Мермин (1990). Буджумы насквозь: коммуникация науки в прозаический век . Cambridge University Press . стр. 39. ISBN 9780521388801.
  48. ^ Митра, Асоке; Рамло, Сьюзан; Дхарамси, Амин; Митра, Асоке; Долан, Ричард; Смолин, Ли (2006). «Новым Эйнштейнам нужна позитивная среда и независимый дух». Physics Today . 59 (11): 10. Bibcode : 2006PhT....59k..10H. doi : 10.1063/1.2435630 .
  49. ^ ab Дао Ландау Архивировано 7 октября 2015 г. на Wayback Machine . strf.ru (25 января 2008 г.)
  50. ^ Дау: бесконечный эксперимент в советской лаборатории
  51. ^ DAU: Странный, Отталкивающий, Завораживающий, Вызывающий привыкание
  52. ^ "Полный список работ Л. Д. Ландау". Phys. Usp . 41 (6): 621–623. Июнь 1998. Bibcode :1998PhyU...41..621.. doi :10.1070/PU1998v041n06ABEH000413.
  53. ^ Wittig, Jörg (1973). "The pressure variable in solid state physics: What about 4f-band superconductors?". В HJ Queisser (ed.). Festkörper Probleme: Plenary Lectures of the Divisions Semiconductor Physics, Surface Physics, Low Temperature Physics, High Polymers, Thermodynamics and Statistical Mechanics, of the German Physical Society, Münster, March 19–24, 1973. Advances in Solid State Physics. Vol. 13. Berlin, Heidelberg: Springer. pp. 375–396. doi :10.1007/BFb0108579. ISBN 978-3-528-08019-8.
  54. ^ Маттиас, BT (1969). «Систематика сверхпроводимости». В Wallace, PR (ред.). Сверхпроводимость . Т. 1. Гордон и Брич. стр. 225–294. ISBN 9780677138107.
  55. ^ Уильям Б. Дженсен (1982). «Положения лантана (актиния) и лютеция (лоуренсия) в периодической таблице». J. Chem. Educ . 59 (8): 634–636. Bibcode :1982JChEd..59..634J. doi :10.1021/ed059p634.
  56. ^ Шерри, Эрик Р. (2020). Периодическая таблица, ее история и ее значение , 2-е издание, Oxford University Press, Нью-Йорк, ISBN 978-0190914363 
  57. ^ Fluck, E. (1988). "New Notations in the Periodic Table" (PDF) . Pure Appl. Chem. 60 (3): 431–436. doi :10.1351/pac198860030431. S2CID  96704008. Архивировано (PDF) из оригинала 25 марта 2012 г. . Получено 24 марта 2012 г. .

Дальнейшее чтение

Книги
Статьи

Внешние ссылки

Послушайте эту статью ( 40 минут )
Разговорный значок Википедии
Этот аудиофайл был создан на основе редакции этой статьи от 23 января 2016 года и не отражает последующие правки. ( 2016-01-23 )