Lev Davidovich Landau pisika ng Russia

Si Lev Davidovich Landau, (ipinanganak Jan. 9 [Enero 22, Bagong Estilo], 1908, Baku, Imperyong Ruso (ngayon Azerbaijan) —dinawi ng Abril 1, 1968, Moscow, Russia, USSR), Sobiyetang teoretikal na Sobyet, isa sa mga tagapagtatag. ng teorya ng kabuuan ng kondensiyal na bagay na ang pananaliksik sa pangunguna sa larangan na ito ay kinikilala sa 1962 Nobel Prize for Physics.

Ang Landau ay isang prodyuser sa matematika at napakalaking kahila-hilakbot. Ang kanyang pag-aaral ay sumasalamin sa mga zigzags ng mga radikal na mga repormang pang-edukasyon sa panahon ng magulong panahon pagkatapos ng Rebolusyong Ruso noong 1917. Tulad ng maraming mga siyentipiko sa unang henerasyon ng Sobyet, si Landau ay hindi pormal na nakumpleto ang ilang mga yugto ng edukasyon, tulad ng high school. Hindi rin siya sumulat ng isang tesis ng doktoral, dahil ang mga degree sa akademiko ay tinanggal at hindi na naibalik hanggang sa 1934. Kinumpleto niya ang undergraduate course sa pisika sa Leningrad State University, kung saan siya nag-aral mula 1924 hanggang 1927. Noong 1934 si Landau ay binigyan ng titulo bilang isang titulo ng doktor bilang isang naitatag na scholar.

Habang nag-aaral pa, inilathala ni Landau ang kanyang mga unang artikulo. Ang isang bagong teorya ng mekanika ng kabuuan ay lumitaw sa Alemanya noong mga taon na iyon, at ang 20 taong gulang na nagreklamo na siya ay dumating ng kaunting huli na upang makibahagi sa mahusay na rebolusyong pang-agham. Sa pamamagitan ng 1927 na kabuuan ng mga mekanika ay mahalagang nakumpleto, at ang mga pisiko ay nagsimulang magtrabaho sa relativistic generalization nito at mga aplikasyon sa solid-state at nuclear physics. Nagmula ng propesyonal si Landau sa seminar ni Yakov I. Frenkel sa Leningrad Physico-Technical Institute at pagkatapos ay sa kanyang paglalakbay sa dayuhan noong 1929–31. Sinuportahan ng isang stipend ng Sobyet at pakikisama sa Rockefeller, binisita niya ang mga unibersidad sa Zürich, Copenhagen, at Cambridge, na natututo lalo na mula sa mga pisiko na sina Wolfgang Pauli at Niels Bohr. Noong 1930 ay itinuro ni Landau ang isang bagong epekto na nagreresulta mula sa dami ng mga libreng elektron sa mga kristal - ang Landau diamagnetism, kabaligtaran sa paramagnetism ng paunang-una na ginagamot ni Pauli. Sa isang magkasanib na papel kasama ang pisikong pisika na si Rudolf Peierls, nagtalo si Landau para sa pangangailangan ng isa pang radikal na konsepto ng rebolusyon sa pisika upang malutas ang mga paghihirap na nakakuha ng teorya ng relativistic na teorya.

Noong 1932, pagkaraan ng kanyang pagbabalik sa Unyong Sobyet, si Landau ay lumipat sa Ukrainian Physico-Technical Institute (UFTI) sa Kharkov (ngayon Kharkiv). Kamakailan ay naayos at pinapatakbo ng isang pangkat ng mga batang pisika, ang UFTI ay sumabog sa mga bagong larangan ng nuclear, theoretical, at mababang temperatura na pisika. Kasama ang kanyang mga unang mag-aaral — si Evgeny Lifshits, Isaak Pomeranchuk, at Aleksandr Akhiezer — Ang Landau ay kinakalkula ang mga epekto sa quantum electrodynamics at nagtrabaho sa teorya ng mga metal, ferromagnetism, at superconductivity sa malapit na pakikipagtulungan sa eksperimentong cryogenics ng eksperimento ng Lev Shubnikov sa institute. Noong 1937 inilathala ni Landau ang kanyang teorya ng mga phase transitions ng pangalawang pagkakasunud-sunod, kung saan ang mga thermodynamic na mga parameter ng system ay patuloy na nagbabago ngunit ang symmetry switch nito ay biglang lumipat.

Sa parehong taon, ang mga problemang pampulitika ay naging sanhi ng kanyang biglaang paglipat sa Institute of Physical Problem sa Pyotr Kapitsa sa Moscow. Ang mga salungat sa institusyon sa UFTI at Kharkov University, at ang sariling pag-uugali ng iconoclastic ni Landau, ay naging politiko sa konteksto ng Stalinist na purge, na gumagawa ng isang buhay na nagbabanta sa buhay. Nang maglaon noong 1937 maraming UFTI siyentipiko ang inaresto ng pulisya pampulitika at ang ilan, kabilang ang Shubnikov, ay pinatay. Sinundan ng pagsubaybay ang Landau patungong Moscow, kung saan siya ay naaresto noong Abril 1938 matapos talakayin ang isang leaflet na anti-Stalinist kasama ang dalawang kasamahan. Pagkalipas ng isang taon, pinamamahalaang ni Kapitsa na palayain si Landau mula sa bilangguan sa pamamagitan ng pagsulat sa punong ministro ng Russia na si Vyacheslav M. Molotov, na hiniling niya ang tulong ng teoretician upang maunawaan ang mga bagong bagay na sinusunod sa likidong helium.

Ang isang teorya na teoretikal na paliwanag tungkol sa natuklasan ni Kapitsa sa sobrang kalakal sa likidong helium ay inilathala ni Landau noong 1941. Ang teorya ni Landau ay nakasalalay sa isang konsepto ng kolektibong mga pagbubukod na iminungkahi ni Frenkel at pisikong si Igor Tamm. Ang isang sukat na yunit ng kolektibong paggalaw ng maraming mga particle ng atomic, ang gayong paggulo ay maaaring inilarawan sa matematika na kung ito ay isang solong butil ng ilang uri ng nobela, na madalas na tinatawag na "quasiparticle." Upang ipaliwanag ang sobrang kalabisan, nag-post ang Landau na bilang karagdagan sa phonon (ang dami ng isang tunog ng tunog) mayroong umiiral na isa pang kolektibong paggulo, ang roton (ang dami ng kilusan ng vortex). Ang teorya ng Landau ng superfluidity ay nanalo ng pagtanggap noong 1950s pagkatapos ng maraming mga eksperimento na nakumpirma ang ilang mga bagong epekto at dami ng mga hula batay dito.

Noong 1946 ay napili si Landau ng isang buong miyembro ng USSR Academy of Science. Inayos niya ang isang teoretikal na grupo sa Institute of Physical Problem sa Isaak Khalatnikov at kalaunan Alexey A. Abrikosov. Ang mga bagong mag-aaral ay kailangang pumasa sa isang serye ng mga mapaghamong pagsusulit, na tinatawag na minimum na Landau, upang sumali sa grupo. Ang lingguhang colloquium ng grupo ay nagsilbing pangunahing sentro ng talakayan para sa teoretikal na pisika sa Moscow, bagaman maraming mga nagsasalita ay hindi makayanan ang nagwawasak na antas ng pagpuna na itinuturing na normal sa mga pagpupulong nito. Sa paglipas ng mga taon, Landau at Lifshits nai-publish ang kanilang multivolume Course of Theoretical Physics, isang pangunahing tool sa pag-aaral para sa maraming henerasyon ng mga mag-aaral sa pananaliksik sa buong mundo.

Ang sama-samang gawain ng pangkat ni Landau ay yumakap sa halos bawat sangay ng pisika na teoretikal. Noong 1946 inilarawan niya ang kababalaghan ng Landau damping ng mga electromagnetic waves sa plasma. Kasama si Vitaly L. Ginzburg, noong 1950 ay nakuha ni Landau ang tamang mga equation ng macroscopic (phenomenological) teorya ng superconductivity. Sa panahon ng 1950 siya at ang mga nakikipagtulungan ay natuklasan na kahit na sa nabago na dami ng electrodynamics, lumilitaw ang isang bagong kahirapan sa pagkakaiba-iba (ang Moscow zero, o ang Landau poste). Ang kababalaghan ng tuluy-tuloy na pagdaragdag ng pagiging walang hanggan o nawawala sa ilang enerhiya ay isang mahalagang tampok ng mga teoryang modernong larangan ng kabuuan. Bilang karagdagan sa kanyang 1941 teorya ng superfluidity, noong 1956-58 Landau ipinakilala ng isang iba't ibang uri ng dami ng likido, na ang mga kolektibong pagganyak ay kumikilos bilang istatistika bilang mga fermion (tulad ng mga electron, neutrons, at proton) sa halip na mga bosons (tulad ng mga meson). Ang kanyang Fermi-likido na teorya ay nagbigay ng batayan para sa modernong teorya ng mga electron sa mga metal at nakatulong din na ipaliwanag ang superfluidity sa He-3, ang lighter isotope ng helium. Sa mga gawa ng Landau at ng kanyang mga mag-aaral, ang pamamaraan ng quasiparticles ay matagumpay na inilalapat sa iba't ibang mga problema at binuo sa isang kailangang-kailangan na pundasyon ng teorya ng nakalaang bagay.

Kahit na matapos ang kanyang kasal noong 1939, si Landau ay nakasalalay sa teorya na ang isang unyon ay hindi dapat pigilan ang kalayaan sa sekswal na kapareha. Hindi niya nagustuhan ang likas na pilosopiya ng dialectical materialism, lalo na kapag inilalapat sa pisika, ngunit itinaguyod niya ang makasaysayang materyalismo — ang pilosopiyang pampulitika ng Marxist - bilang halimbawa ng katotohanan sa agham. Kinamuhian niya si Joseph Stalin sa pagtataksil sa mga mithiin ng rebolusyong 1917, at pagkaraan ng 1930 ay pinuna niya ang rehimeng Sobyet na hindi na sosyalista ngunit pasista. Batid na ang naunang mga paratang sa pulitika laban sa kanya ay hindi opisyal na naatras, ginanap ni Landau ang ilang mga kalkulasyon para sa proyekto ng atomic na armas ng Sobyet, ngunit pagkatapos ng pagkamatay ni Stalin noong 1953 ay tinanggihan niya ang inuriang gawa bilang hindi na kinakailangan para sa kanyang personal na proteksyon. Ang kulto ng postwar sa agham ay nag-ambag sa pagkilala sa publiko at pagsamba sa bayani na natanggap niya noong mga huling taon. Noong 1962 si Landau ay nakaranas ng malubhang pinsala sa isang aksidente sa kotse. Ang mga doktor ay nagawang i-save ang kanyang buhay, ngunit hindi na siya nakabawi nang sapat upang bumalik sa trabaho at namatay siya ng kasunod na mga komplikasyon.