Л. Д. Ландау

Лев Давидович Ландау (9 (22) января 1908, Баку — 1 апреля 1968, Москва) — советский физик-теоретик, основатель научной школы, академик Академии наук СССР (1946). Лауреат Нобелевской премии по физике (1962) за пионерские теории конденсированного состояния вещества, особенно жидкого гелия. Герой Социалистического Труда (1954). Ландау внёс фундаментальный вклад в квантовую механику, физику твёрдого тела, магнетизм, физику низких температур, квантовую электродинамику, астрофизику и теорию плазмы. Создатель многотомного «Курса теоретической физики», ставшего классическим учебным пособием для физиков-теоретиков во всём мире.

Биография

Ранние годы и образование

Лев Ландау родился в Баку в семье инженера-нефтяника Давида Львовича Ландау и врача Любови Вениаминовны Гаркави-Ландау. С ранних лет проявил выдающиеся математические способности. В 13 лет окончил среднюю школу, а в 14 лет (1922) поступил в Бакинский государственный университет, где одновременно учился на физико-математическом и химическом факультетах. В 1924 году перевёлся на физическое отделение Ленинградского государственного университета, который окончил в 1927 году.

Научная карьера

После окончания университета Ландау поступил в аспирантуру Ленинградского физико-технического института (ЛФТИ). В 1929—1931 годах находился в зарубежной командировке в Германии, Швейцарии, Англии, Дании и Нидерландах, где работал с ведущими физиками того времени, включая Нильса Бора, Вернера Гейзенберга, Вольфганга Паули и Пауля Дирака. Особенно сильное влияние на Ландау оказал Нильс Бор, с которым у него сложились многолетние дружеские и научные отношения.

В 1932 году Ландау возглавил теоретический отдел Украинского физико-технического института (УФТИ) в Харькове. В 1937 году по приглашению Петра Капицы переехал в Москву и стал руководителем теоретического отдела Института физических проблем АН СССР (ныне Институт физических проблем имени П. Л. Капицы РАН).

Арест и освобождение

В апреле 1938 года Ландау был арестован по обвинению в шпионаже и антисоветской агитации. Поводом послужило его участие в составлении листовки, критикующей сталинский режим. Благодаря активному вмешательству Петра Капицы, который написал письмо И. В. Сталину с поручительством за Ландау, а также ходатайству Нильса Бора, через год, в апреле 1939 года, Ландау был освобождён из тюрьмы. После освобождения он вернулся к работе в Институте физических проблем.

Последние годы

7 января 1962 года Ландау попал в тяжёлую автомобильную аварию. В течение нескольких месяцев врачи боролись за его жизнь. Несмотря на частичное восстановление, здоровье было серьёзно подорвано, и он больше не мог заниматься активной научной работой. Лев Давидович Ландау скончался 1 апреля 1968 года в Москве после нескольких перенесённых операций.

Научные достижения

Научное наследие Ландау чрезвычайно обширно. Он является автором или соавтором более 200 научных работ. Основные достижения можно сгруппировать по нескольким направлениям.

Квантовая механика и теория поля

• Теория затухания колебаний в плазме (затухание Ландау) (1946): Предсказал бесстолкновительное затухание продольных волн в плазме, которое возникает из-за резонансного взаимодействия волн с частицами плазмы. Это явление является фундаментальным для физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза.
• Теория фазовых переходов второго рода (1937): Разработал общую теорию, основанную на концепции параметра порядка. Эта теория описывает переходы между различными симметриями вещества (например, ферромагнетик-парамагнетик, сверхпроводник-нормальный металл).
• Квантовая электродинамика: Внёс вклад в теорию рассеяния света на свете и другие процессы.

Физика конденсированного состояния

• Теория сверхтекучести гелия-II (1941): Создал теорию, объясняющую уникальные свойства жидкого гелия при температурах ниже 2,17 К. Ландау ввёл понятие двух жидкостей (нормальной и сверхтекучей компонент) и квазичастиц — фононов и ротонов. За эту работу он был удостоен Нобелевской премии.
• Теория сверхпроводимости (1950, совместно с В. Л. Гинзбургом): Разработал феноменологическую теорию сверхпроводимости (теория Гинзбурга — Ландау), которая описывает поведение сверхпроводников в магнитном поле вблизи критической температуры. Эта теория стала важным шагом на пути к созданию микроскопической теории сверхпроводимости БКШ.
• Теория ферми-жидкости (1956): Разработал теорию, описывающую свойства вырожденного ферми-газа с сильным взаимодействием между частицами (например, жидкий гелий-3, электроны в металлах). Эта теория позволила объяснить многие свойства конденсированного состояния.

Магнетизм

• Теория диамагнетизма электронов в металлах (диамагнетизм Ландау) (1930): Показал, что свободные электроны в металле при наложении магнитного поля приобретают диамагнитный момент, что является квантовым эффектом.
• Теория антиферромагнетизма (1933): Заложил основы теории антиферромагнетизма, предсказав существование нового типа магнитного упорядочения.

Астрофизика и космология

• Теория происхождения звёздной энергии (1937, совместно с Г. А. Гамовым): Разработал теорию, согласно которой источником энергии звёзд являются термоядерные реакции. Позже, в 1938 году, независимо от Ганса Бете, предложил механизм протон-протонного цикла.
• Теория нейтронных звёзд (1932): Предсказал существование нейтронных звёзд — компактных объектов, состоящих в основном из нейтронов, образующихся после коллапса массивных звёзд.

«Курс теоретической физики»

Ландау является соавтором (совместно с Е. М. Лифшицем) знаменитого многотомного «Курса теоретической физики». Этот курс, издававшийся с 1938 года, стал одним из самых авторитетных и полных учебников по теоретической физике в мире. Он включает в себя следующие тома:

1. Механика
2. Теория поля
3. Квантовая механика (нерелятивистская теория)
4. Релятивистская квантовая теория (в двух частях)
5. Статистическая физика (в двух частях)
6. Гидродинамика
7. Теория упругости
8. Электродинамика сплошных сред

Курс отличается строгостью изложения, элегантностью математического аппарата и глубоким физическим содержанием. Он переведён на многие языки и используется в университетах по всему миру.

Научная школа и педагогическая деятельность

Ландау создал крупнейшую научную школу физиков-теоретиков в СССР. Его учениками были такие выдающиеся учёные, как А. А. Абрикосов, И. М. Лифшиц, Е. М. Лифшиц, И. Я. Померанчук, В. Л. Гинзбург, Л. П. Питаевский, Я. Б. Зельдович, А. Б. Мигдал и многие другие. Ландау разработал знаменитый «теоретический минимум» — программу, которую должен был сдать каждый его ученик для поступления в аспирантуру. Эта программа охватывала все основные разделы теоретической физики и требовала глубокого понимания предмета.

Личностные качества и взгляды

Ландау был известен своим острым умом, энциклопедическими знаниями и нетерпимостью к некомпетентности. Он был принципиальным и бескомпромиссным в науке, но в быту отличался добротой и отзывчивостью. Ландау был атеистом и придерживался материалистических взглядов. Он активно участвовал в общественной жизни, выступал с лекциями и популяризировал науку. Его личность стала легендой, а его высказывания и афоризмы широко известны.

Память

• Имя Ландау носит Институт теоретической физики РАН (ИТФ РАН).
• Учреждена Золотая медаль имени Л. Д. Ландау, присуждаемая за выдающиеся работы в области теоретической физики.
• В честь Ландау назван кратер на Луне и астероид (2142) Landau.
• В Баку и Москве установлены памятники Ландау.
• Его жизнь и научная деятельность отражены в многочисленных книгах, фильмах и документальных проектах.

Источники

• Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Курс теоретической физики. — М.: Наука, 1965—1988.
• Бессараб М. Я. Ландау. Страницы жизни. — М.: Московский рабочий, 1971.
• Лифшиц Е. М. Лев Давидович Ландау (к шестидесятилетию со дня рождения) // Успехи физических наук. — 1968. — Т. 94, № 4.
• Абрикосов А. А. Академик Л. Д. Ландау (краткая биография). — М.: Наука, 1969.
• Ландау Л. Д. Собрание трудов. — М.: Наука, 1969. — Т. 1—2.